2019年第5章水蒸气和湿空气ppt课件.ppt

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1、工程热力学与传热学工程热力学第五章水蒸气与湿空气水蒸气内容要求:掌握水蒸气的定压产生过程；分析确定水蒸气的状态；了解水蒸气的热力过程；掌握蒸汽热力性质图表的结构和应用蒸气：泛指刚刚脱离液态或比较接近液态的气态物质。是一种实际气体。常用蒸气：水蒸气，氨蒸气，氟里昂蒸气。水蒸气特点：人类在热力发动机中最早广泛使用的工质。来源丰富，无毒无味，比热容大，传热好，有良好的膨胀和载热性能，不污染环境。热工计算：不能按理想气体处理。状态方程式，比热的函数关系以及有关热工计算的经验公式都比较复杂。采用查图查表方法——蒸气的热力性质图表。5—1

2、水蒸气的产生过程1.汽化(vaporation)：物质由液态转变为气态的过程。汽化的方式有两种：蒸发和沸腾。5-1-1基本概念2.液化(liquefaction)：物质由气态转变为液态的过程（凝结）。3.蒸发(boil-off)：在液体表面较缓慢地进行的汽化过程。蒸发可以在任何温度下进行。特点蒸发速度取决于液体的性质，液体的温度，蒸发表面积和液面上气流速度。4.沸腾(boiling):在特定的温度下发生，在液体内部和表面同时进行的强烈的汽化过程。沸腾的温度与液体所受的压力有关。特点沸点(boilingpoint)：在某一压力下

3、，液体沸腾时的温度。与液体的性质有关。同种液体，沸点还随压力的升高而增大。沸腾状态的水总是烫手的。5.饱和状态(saturationstate)：气液两相处于动态平衡的状态。饱和液体(saturatedliquid)：饱和状态下的液体；饱和蒸气(saturatedvapor)：饱和状态下的蒸气；饱和温度和饱和压力：特点：（1）汽液共存；（2）汽液同温；（3）饱和压力随饱和温度的升高而增大，两者一一对应。6.湿饱和蒸汽(wetvapor)：是饱和蒸汽与饱和液体的混合物．二者处于两相平衡。7.干饱和蒸汽：不含有液体的饱和蒸汽。8.

4、过热蒸汽(superheatedvapor)；在一定压力下，温度大于饱和温度时的蒸汽。过热度：过热蒸汽温度t–饱和蒸汽温度ts。9.过冷液体(subcooledliquid)：在一定压力下，温度低于相应饱和温度的液体。过冷度：饱和蒸汽温度ts–过冷液体温度t。5-1-2水蒸气的定压产生过程活塞式汽缸中水蒸气的定压产生过程。分析假设：汽缸中有1kg，初温为0ºC的水，水面上有一个可以移动的活塞，施加一定的压力p（不同实验序号下维持恒定压力），在容器底部对水加热。p加热1.水蒸气产生过程的三个阶段p加热p加热p加热p加热p加热未饱

5、和水湿饱和蒸汽干饱和蒸汽过热蒸汽饱和水水定压预热饱和水定压汽化干蒸汽定压过热吸热，温度升高，比体积略增水定压预热：未饱和水饱和水参数：ps，ts，v’，h’，s’饱和水定压汽化继续加热，水开始汽化，饱和温度不变，比体积增大，水量逐渐减少，汽量逐渐增加参数：ps，ts，vx，hx，sx继续加热，温度不变，比体积增大，至汽缸中的最后一滴水变成蒸汽参数：ps，ts，v”，h”，s”参数：ps，ts，v’，h’，s’湿饱和蒸汽干饱和蒸汽饱和水干蒸汽定压过热干饱和蒸汽过热蒸汽继续加热，比体积继续增大，蒸汽温度开始上升，温度大于相应压力下

6、的饱和温度参数：ps，ts，v”，h”，s”2.水蒸气定压形成过程在p-v图和T-s图表示abcdep预热汽化过热vv’vxv”vvTsabcdes’sxs”s某一压力下3.水蒸气定压形成过程的能量关系（1）未饱和水的定压预热阶段液体热用焓差表示（2）饱和水的定压（定温）汽化阶段用汽化潜热表示：或用熵来计算汽化潜热：Tsabcdes’sxs”sTS表示湿蒸汽的干燥程度；饱和水x=0，干饱和蒸汽x=1;汽轮机运行时，干度规定x=0.86-0.88干度(quality)：湿蒸汽中所含有的干饱和蒸汽的质量分数。说明Tsabcdes’

7、sxs”sTS（3）干饱和蒸汽的定压过热阶段水蒸气定压产生过程中所需的热量：过热热量(heatofsuperheating)用焓差表示：Tsabcdes’sxs”s5-1-3不同压力下水蒸气定压形成过程的p-v图和T-s图a1a2a3a4b4b2b3b1d4d3d2d1e4e3e2e1CTcrTABpcr0svppcra1a2a3a4b1e1d1b4b3b2d4d3d2e4e3e2BCATcr0临界点(criticalpoint)下临界线(saturationliquidline)：不同压力下饱和水状态上临界线(saturat

8、ionvaporline)：不同压力下干饱和蒸汽状态液相区(liquidregion)汽液两相区(liquid-vaporregion)汽相区(vaporregion)未饱和水，饱和水，湿饱和蒸汽，干饱和蒸汽，过热蒸汽2线3区5态1点是否有400ºC的水？0ºC或-10ºC的