过程基础课程5

饱和压力与饱和温度关系
• 饱和压力与饱和温度关系 由实验确定，如图 • 三相点 三相平衡共存 tA=0.01 ℃ pA=0.006112bar
一点二线三区五态
• 二线： 饱和水线（下界线） 饱和蒸汽线（上界线）
• 三区:
未饱和水区 湿蒸汽区 过热蒸汽区
• 一点: 临界点C:
tc=374.15℃,pc=221.2bar,vc=0.00317m3/kg • 五态（前述）
几个物理量
• 露点温度 td ： 在pv不变情况下，降低温度至湿空气的水蒸汽达到饱和蒸汽时的 温度 td 。 对饱和空气（ φ=1 ）： td= t 因为 φ= pv /psv= psv(td) /psv(t)=1 • 含湿量 ： 单位质量（kg）的干空气所带的水蒸汽质量克数。 d = 1000mv/ma=1000 ρv / ρa 按理想气体状态方程 pv = ρvRvT p a = ρa R a T 可得 d = 622 pv /（pb – pv ） = 622 φ psv /（pb – φ psv ）
水蒸气分压pv一定时，t ＞ ts(pv) 则未饱和
几个物理量
• 绝对湿度 单位容积湿空气中水蒸汽的质量 ρv= mv /V=1/vv 对饱和空气 ρsv= 1/vsv 不反映干燥程度：（同样绝对湿度下） 所处温度高时：该温度对应水蒸汽分压也高，实际水蒸汽分压尚 未达到饱和蒸汽压，还可吸湿； 所处温度低时：该温度对应水蒸汽分压也低，实际水蒸汽分压可 能已达到饱和蒸汽压，显得潮湿。 • 相对湿度 绝对湿度与同温度下可能达到的最大绝对湿度的比值 φ= ρv / ρsv 可得 φ=pv /psv
水蒸汽热力学性质
• 条件: 水蒸汽处于平衡态 • 为什么讨论水蒸汽: 广泛存在并使用的廉价环保介质。 • 水蒸汽产生过程：如图
a0→a’→ a’’→a
•概念： 饱和状态：汽液平衡共存的状态（动态平衡） 饱和压力ps与饱和温度ts(Ts)存在一一对应。 •经历的五种状态 未饱和水： 温度 t 小于 同压力下 ts 的水 饱和水： 温度 t 等于 同压力下 ts 的水 湿蒸汽： 同一压力下饱和水与饱和蒸汽混合 饱和蒸汽： 温度 t 等于 同压力下 ts 的水蒸汽 过热蒸汽： 温度 t 大于 同压力下 ts 的水蒸汽
• 对湿空气 pv+pa=pb • 饱和空气：
湿空气中水蒸汽处于饱和蒸汽状态，即其中水蒸汽的分压等于所处温度 对应的饱和压力。
湿空气
• 未饱和空气：水蒸汽的分压低于所处温度对应的饱和压力。处于过热蒸汽状态。
注意：未饱和空气具有吸湿能力， 例：加湿过程 是否饱和决定于水蒸气成分是否饱和蒸汽： 温度 t一定时， pv＜ps(t) 则未饱和
小结
•重点：
水蒸汽及湿空气的相关概念；各自的“饱和”含义的差别
•难点：具体计算的运用，湿空气的 – h1 计算方法 水蒸汽热力性质表 水蒸汽热力性质图：压容图，温熵图，焓熵图 相关计算软件
湿空气
• 湿空气定义：
含有水蒸汽的空气
• 干空气定义：
不含有水蒸汽的空气
• 分压力：混合物中某组分单独占有整个空间时的压力 。 • 道尔顿定律： p=∑pi
P为混合物压力， pi为第 i 组分的分压力。
湿蒸汽
干度：湿蒸汽中饱和水的质量成分。 X=mv/(mv+mw) 湿度：湿蒸汽中饱和蒸汽的质量成分。 y=mw/(mv+mw) 相关计算： vx=(1-x)v’+xv’’ ux=(1-x)u’+xu’’ hx=(1-x)h’+xh’’ sx=(1-x)s’+xs’’
水蒸汽的定压加热
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