华北电力大学(北京)工程热力学课件(第七章).ppt

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1、工程热力学课件华北电力大学（北京）动力工程系工程热物理教研室制作2005年5月1第七章水蒸气steam23§7–1饱和温度和饱和压力Saturated temperature and Saturated pressure一.汽化和液化(vaporization and liquefaction)汽化：由液态到气态的过程蒸发：在液体表面进行的汽化过程液化：由气相到液相的过程沸腾：在液体表面及内部进行的强烈汽化过程。3二.饱和状态(Saturated state)当汽化速度=液化速度时，系统处于动态平衡，宏观上气、液两相保持一定的相对数量—饱和状态。饱和状态的温度—

2、饱和温度，ts(Ts)饱和状态的压力—饱和压力，ps加热，使温度升高如t'，并保持定值，系统建立新的动态平衡。与之对应，p变成ps'。所以一一对应，只有一个独立变量，即45几个名词：饱和液(saturated liquid)—处于饱和状态的液体：t=ts干饱和蒸汽(dry-saturated vapor; dry vapor)—处于饱和状态的蒸汽：t=ts未饱和液(unsaturated liquid)—温度低于所处压力下饱和温度的液体：tts,t–ts=d称过 热度(degree

3、 of superheat)。湿饱和蒸汽(wet-saturated vapor; wet vapor)—饱和液和干饱和蒸汽的混合物：t=ts5使未饱和液达饱和状态的途径：67三.干度--dryness（湿度y=1–x）x01饱和液湿饱和蒸汽干饱和蒸汽定义：湿蒸汽中干饱和蒸汽的质量分数，用w或x表示。7四.克拉贝隆-克劳修斯方程1.吉布斯相律对于多元（如k个组元）多相（如f个相）元化学反应的热力系，其独立参数，即自由度n=k–f+2例：水在液相（或固相、气相）k=1，f=1，故n=1-1+2，此时压力，温度均可独立变化。水在汽液共存时k=1，f=2，故n=1，此

4、时压力和温度中仅有一个可自由变化。三相点：k=1，f=3故n=0水的三相点(triplepint)：?8一些物质的三相点参数9102.克—克方程分别为汽化潜热(heat of vaporization)、熔解热(heat of fusion)和升华热(heat of sublimation)。分析：1）因γ，λ，σ为“+”；T为“+”；故相平衡线斜率正负由体积差决定；2）三相点处不光滑。1011§7–2水定压加热汽化过程一.水定压加热汽化过程预热汽化过热tts11二、水蒸气的p-v图和T-s图分析水蒸气的相变图线可见，上、下界线

5、表明了水汽化的始末界线，二者统称饱和曲线，它把p-v和T-s图分为三个区域，即液态区(下界线左侧)、湿蒸汽区(饱和曲线内)、汽态区(上界线右侧)。此外，习惯上常把压力高于临界点的临界温度线作为“永久”气体与液体的分界线。所以，水蒸气的相变图线，可以总结为一点(临界点)、二线(上界线、下界线)、三区(液态区、湿蒸汽区、气态区)和五态(未饱和水状态、饱和水状态、湿饱和蒸汽状态、干饱和蒸汽状态、过热蒸汽状态)1213一点：临界点Critical point两线上界限线下界限线三区液汽液共存汽五态未饱和水饱和水湿蒸汽干饱和蒸汽过热蒸汽重要特征：在湿蒸汽区，定温线和定线重

6、合“一点、两线、三区、五态”13§7–3水和水蒸气状态参数水和水蒸气的状态参数可按不同区域，由给出的独立状态参数通过实际气体状态方程及其他一般关系式计算（通常由计算机计算）或查图表确定。一.零点规定规定：三相点液态水热力学能及熵为零可近似为零在动力工程中水蒸气不宜利用理想气体性质计算141516二.未饱和水（t，p）查图表或由专用程序计算三.饱和水和饱和水蒸气(ps和ts)查图表或由专用程序计算。压力不太高时，饱和水的焓可近似计算：压力不太高时，可近似16四.过热蒸汽（p，t）查图表或由专用程序计算。注意：过热蒸汽不可用类似未饱和水的近似式，因cp变化复杂。17

7、五.湿饱和蒸汽由ts（或ps）与x共同确定：1819§7–4水蒸气表和图19利用水蒸气表计算1.已知ts=70℃,求ps、h/、h//2.已知ps=2.5MPa，求ts、h/、h//3.已知t=180℃，p=0.5MPa,判断蒸汽的状态，并求h4.已知ps=0.1MPa，x=0.8，求t、h5.已知p=10MPa，t=526℃，求h、s6.已知p=16.7MPa，t=543℃，求h7.某火电机组，乏汽压力为0.005MPa,干度x=0.85，流量为300t/h，乏汽在凝汽器中等压放热，凝结为饱和水，其热量由循环水带走，设循环水的温升为7℃，循环水的比热为4.18

8、68kJ/(kg.k)，