工程热力学_史琳_第六章水蒸气解析.ppt

作 业 6-1 6-3 6-4 第六章 水和水蒸气的性质 The property of water and vapor 水和水蒸气是实际气体的代表 水蒸气 在空气中含量极小，当作理想气体 一般情况下，为实际气体，使用图表 18世纪，蒸气机的发明，是唯一工质 直到内燃机发明，才有燃气工质 目前仍是火力发电、核电、供暖、化工的工质 优点: 便宜，易得，无毒， 膨胀性能好，传热性能好 是其它实际气体的代表 本章主要内容 1. 实际工质的物性 3. 水蒸气图表的结构和应用 4. 水蒸气热力过程 2. 水蒸气的产生过程 水蒸气蒸气蒸汽 Steam Vapor Water Vapor 6-1 纯物质的热力学面及相图 物质三种聚集状态：固态、液态、 气态 热力学面：以p,v,T表示的物质各种状态 的曲面 水的三态：冰、 水、 蒸汽 Pure substance Solid Liquid Gas Ice Water Steam 水的热力学面 两相区 单相区 气 液 固 p v T 六个区：三个单相区、三个两相区 液--气 固--气 固--液 p v T 饱和线、三相线和临界点 p v 四个线：三个饱和线、一个三相线 饱和气线 三相线 饱和液线 饱和固线 T 临界点 一个点：临界点 Saturation lineTriple line 临界点Critical point 水的 临界 点状 态 饱和液线与饱和气线的交点 气液两相共存的pmax,Tmax 等温线是鞍点 临 界 点 纯物质的p-T相图 p p TT 液 液 气 气 固 固 水一般物质 三相点 三相点 临界点 临界点 流体流体 升华线升华线 凝固线 凝固线 汽化线汽化线 p-T diagram of pure substances p T Liquid Vapor Solid Triple point Critical point Fluid Sublimation Melting Vaporization 思考题 没有。

t>374.16 ℃ 有 3. 有没有500C的水？ 1. 溜冰冰刀 2. 北方冬天晾在外边的衣服，是否经过液相 4. 有没有-3 ℃ 的蒸汽？ 5. 一密闭容器内有水的汽液混合物，对其 加热，是否一定能变成蒸汽？ 纯物质的p-T相图 p p TT 液 液 气 气 固 固 水一般物质 三相点 三相点 临界点临界点 流体流体 饱和线、三相线和临界点 p v 饱和气线 三相线 饱和液线 饱和固线 T 临界点 汽相和液相 锅 炉 汽轮机 发电机 给水泵 凝 汽 器 过热器 因固相不流动， 更关心汽液两相 冰蓄冷 6-2 汽化与饱和 沸腾：表面和液体内部同时发生的汽化 (气体和液体均处在饱和状态下) 汽化: 由液态变成气态的物理过程 (不涉及化学变化) 蒸发：汽液表面上的汽化 Boil Vaporization 饱和状态Saturation state 饱和状态：汽化与凝结的动态平衡 饱和温度Ts 饱和压力ps 一一对应 放掉一些水，Ts不变， ps？ Ts ps ps=1.01325bar Ts=100 ℃ 青藏ps=0.6bar Ts=85.95 ℃ 高压锅ps=1.6barTs=113.32 ℃ Saturation temperature Saturation pressure 纯物质的p-T相图 p p TT 液 液 气 气 固 固 水一般物质 三相点 三相点 临界点临界点 流体流体 汽化线汽化线 6-3 水蒸气的定压发生过程 t ts v < v’v = v’v = v’’v ’< v v’’ 未饱和水 饱和水 饱和湿蒸汽 饱和干蒸汽 过热蒸汽 h < h’h = h’h = h’’h ’< h h’’ s < s’s = s’s = s’’s ’< s s’’ 水预热汽化过热 水蒸气定压发生过程说明 (1) (2) (3) 理想气体 实际气体汽化时，T＝Ts不变，但h增加 汽化潜热 (4) 未饱和水过冷度过冷水 过热蒸汽 过热度 只有熵加热时永远增加 State of Liquid and vapor 未饱和液，过冷液 饱和液 饱和湿蒸气 饱和蒸气 过热蒸气 Saturated liquid Saturated vapor Saturated liquid-vapor mixture Superheated vapor Compressed liquid Subcooled liquid 汽化潜热Latent heat of Vaporization 压缩液 s p-v图，T-s图上的水蒸气定压加热过程 一点，二线，三区，五态 等压线上饱和态参数 pts v’ (m3/kg) v’’s’s’’ kJ/(kg.K) 0.0061120.01 0.00100022 206.175 0.09.1562 1.099.63 0.00104341.6946 1.3027 7.3608 5.0151.85 0.00109280.374811.8604 6.8215 50.0263.92 0.00128580.03941 2.9209 5.9712 221.29374.15 0.003260.00326 4.4294.429 (bar)(℃) bdb d 定压加热线与饱和液线相近的说明 当忽略液体cp变化， 不同的p，液体近似不可压，v不变 对每个不变的T Incompressible substance 。