5第五章 水蒸气与蒸汽动力循环.ppt

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1、第五章水蒸气和蒸汽动力循环学习导引本章介绍了水蒸气的定压发生过程，水蒸气图表及其应用，蒸汽动力循环的系统组成、工作原理及循环在T-s图上的表示方法。学习要求1.掌握有关蒸汽的各种术语及其意义。如：汽化、凝结、饱和状态、未饱和液体、饱和液体、湿蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽、干度等概念及不同蒸汽状态的特征和关系。2.了解蒸汽定压发生过程及其在p-v图与T-s图上的一点、二线、三区和五态。3.了解水蒸气图表的结构，能够熟练利用水蒸气图表查出水蒸气状态参数。4.掌握水蒸气基本热力过程的特点和热量、功量、热力学能的计

2、算。5.掌握朗肯循环的基本装置、热力过程及热效率，了解蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响。6.了解再热循环和回热循环的基本装置、热力过程及热效率，了解热电合供循环的基本思想和经济性指标。本章难点1.本章的基本概念较多，也比较抽象，较难理解。学习中应反复深入地思考，正确理解这些概念的物理意义，找出其间有机的联系，并在应用中加深理解。2.熟练利用水蒸气图表进行相关工程计算在初始阶段会有一定难度，应结合例题与习题加强练习。3.朗肯循环的热效率计算有一定难度，分析蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响，以及提高其热效率的方法

3、理解起来也有一定难度。气态工质气体蒸汽远离液态，一般可作为理想气体处理，如空气、燃气。刚脱离或接近液态，一般不能作为理想气体处理，如水蒸气、制冷剂蒸气等。水蒸气具有良好的热力性质，来源丰富，易于获得，比热容大，传热性能好，且无毒无味、无污染，在热力工程中的使用极为广泛。第一节水蒸气的定压发生过程如水蒸气在热电厂和空调工程中的应用蒸发沸腾在任何温度条件下发生在液体表面的汽化过程。温度越高，蒸发表面积越大，蒸发越强烈。在一定温度（沸点）下，液体内部和表面同时发生的剧烈汽化过程。沸腾可通过加热或减压的方法实现。

4、相同压力下，不同的液体沸点不同。一、基本概念如敞口杯子中的酒精变少了、湿衣服的晾干1.汽化液体开始沸腾的温度如在0.1MPa时，水的沸点为99.634℃，氨的沸点为-32℃汽化过程是吸热过程。两种形式物质由液态变为气态的过程定义：2.凝结物质由气态转变为液态的过程称为凝结。液态物质(放热)凝结(吸热)汽化气态物质汽相空间蒸汽分子越多，蒸汽压力越大，凝结速度越快。如水蒸汽冷凝为水同压力下蒸汽的凝结温度与液体的沸点相等定义：饱和压力ps：饱和状态下汽液的压力饱和温度ts：饱和状态下汽液的压力如水蒸气：ps＝

5、0.101325MPa，ts=100ºC3.饱和状态汽化和凝结达到动态平衡的状态或者气液两相动态平衡的状态。在饱和状态下,有:饱和温度和饱和压力一一对应。定义：液汽封闭真空容器ps和Ts互为单值函数：ps＝f(Ts)饱和液体：湿饱和蒸汽（湿蒸汽）：干饱和蒸汽（干蒸汽）：过热蒸汽：蒸汽温度T＞其压力对应的Ts过热度：T=T-Ts未饱和液：液体温度T＜其压力对应Ts过冷度：T=Ts-T0.1MPa、109℃的水蒸汽处于何状态？杯中30℃的水呢？处于饱和状态下的液体（立刻沸腾产生蒸汽）饱和蒸汽与饱和液体的混

6、合物不含饱和液体的饱和蒸汽4.干度单位质量湿蒸汽中所含饱和蒸汽的质量称为湿蒸汽的干度。表示式为饱和液体和饱和蒸汽的混合物干度x的取值范围为0～1。x0，饱和液体0﹤x﹤1，湿(饱和)蒸汽x1，干饱和蒸汽引入干度x可确定湿蒸汽中所含饱和液体和饱和蒸汽的量，或确定湿蒸汽的状态。mv-湿蒸气中干饱和蒸气的质量mw-湿蒸气中饱和水的质量定义：二、水蒸气定压发生过程的三个阶段和五种状态pt>tsvpt

7、kg过热度过冷度预热阶段汽化阶段过热阶段凝结潜热同工质同温度下三、水蒸气定压发生过程在p-v图和T-s图上的表示水的临界状态pc22.064MPatc373.99℃vc0.003106m3/kg临界点C饱和水线(x0)、饱和蒸汽线(x1）末饱和水区、汽液两相共存区、过热蒸汽区末饱和水、饱和水、湿蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽一点二线三区五态在临界点C汽液两相差异完全消失，汽液相变将在瞬间完成。在临界温度以上不能用压缩的方法使蒸汽液化。例5-110kg水处于0.1MPa下时饱和温度ts99.634℃

8、，当压力不变时，（1）若其温度变为120℃处于何种状态？（2）若测得10kg工质中含蒸汽4kg，含水6kg则又处于何种状态？此时的温度与干度应为多少？解：（1）因t120℃，ts99.634℃，t＞ts，此时处于过热蒸汽状态。其过热度为：tstts12099.63420.366（℃）（2）10kg工质中既含有蒸汽又含有水，处于汽、液共存状态，为湿蒸汽，其温度为饱和温度tts99.634℃，其干度为第二节水蒸