水蒸汽和湿空气复习过程
第三讲 湿空气的I-d图..
二、 I—d 图的绘制
O
α
d
1.0t A
2.5d B
25
d
Mi=0.419kJ/mm Md=1g/mm
5
I=0Βιβλιοθήκη 2. t=const线 根据公式： I=t+2.5d+0.0019td 当t=const时，公式可写成I=A+Bd形式， 可见t=const线为一条直线。
3. φ=const线
此时d=0，故与纵坐标重合，φ=100%的线叫临界线（饱和曲 线），临界线以上的区域内各点，表示湿空气中的水蒸气处于
过热状态，是未饱和湿空气；线上的点是饱和湿空气。
等水蒸气分压线与等湿含量的关系线：是一组平行于纵轴的直
线。
25 8
热湿比
25
9
三、 I－d 图的应用
1. 湿空气的加热过程在I－d 图上的表示。
复习内容
干燥介质（drying medium）：在干燥过程中能够把热量传递给 木材、同时又能把木材排出的水汽带走的媒介物质。 常用的木材干燥介质： 过热水蒸气(superheated steam)、 湿空气(moist air)、炉气 (furnace air) 干饱和蒸汽质量 x 干度 饱和水质量 干饱和蒸汽质量
等焓线和等湿含量线：等焓线是一组与纵轴夹角为135度的斜
平行线。自下向上焓值逐渐增加。等湿含量线是一组平行垂线， 从左向右逐渐增加。湿含量d标在水平轴上。坐标原点d=0.
等温线：是一组直线，温度不同的等温线并不互相平行，温
度越高的等温线，相对于横轴的倾斜度就越大。
等相对湿度线：是一组向上凸的曲线，φ=0的线为干空气线，
主要内容 • 1. I—d 图的内容 • 2. I—d 图的绘制 • 3. I—d 图的应用
《工程热力学》总复习
名称含义说明体积功（或膨胀功）W 系统体积发生变化所完成的功。
2①当过程可逆时，W = ∫ pdV 。
1②膨胀功往往对应闭口系所求的功。
轴功W系统通过轴与外界交换的功。
①开口系，系统与外界交换的功为轴功Ws。
②当工质的进出口间的动位能差被忽略时，Wt=Ws，所以此时开口系所求的轴功也是技术功。
《工程热力学》期末总结一、闭口系能量方程的表达式有以下几种形式：1kg 工质经过有限过程：q = ∆u + w（2-1）1kg 工质经过微元过程：δq = du+δw（2-2）mkg 工质经过有限过程：Q = ∆U +W（2-3）mkg 工质经过微元过程：δQ = dU +δW（2-4）以上各式，对闭口系各种过程（可逆过程或不可逆过程）及各种工质都适用。
在应用以上各式时，如果是可逆过程的话，体积功可以表达为：2δw =pdv（2-5）w= ∫1 pdv2（2-6）δW = pdV（2-7）W = ∫1 pdV（2-8）闭口系经历一个循环时，由于U 是状态参数，∫dU = 0 ，所以∫δQ = ∫δW（2-9）式（2-9）是闭口系统经历循环时的能量方程，即任意一循环的净吸热量与净功量相等。
二、稳定流动能量方程q = ∆h + 1∆c 2 2= ∆h + wt + g∆z + ws（2-10）（适用于稳定流动系的任何工质、任何过程）2q = ∆h −∫vdp（2-11）1（适用于稳定流动系的任何工质、可逆过程）三、几种功及相互之间的关系（见表一）表一几种功及相互之间的关系s1名称 质量比热容c体积比热容 c '摩尔比热容 M c 三者之间的关系单位 J/（k g ·K ）J/（m 3·K ）J/ （kmol ·K ）M cc ' = c ρ 0 =22.4ρ 0 − 气体在标准状况下的密度定压 c'c pM c p定容c V'c VM c V推 动功W push开口系因工质流动而传 递的功。
水蒸气与湿空气
一、空气调节装置的工作概况
图9-15 空气调节装置示意图
第七节 湿空气的典型过程
二、湿空气的几种典型过程 1.绝热混合过程
图9-16 确定混合后湿空气的状态
第七节 湿空气的典型过程
0.001(ma1+ma2)d3=0.001ma1d1+0.001ma2d2
第七节 湿空气的典型过程
2.汽化阶段
第二节 水的定压加热汽化过程
3.过热阶段
第二节 水的定压加热汽化过程
解：1)因t=150℃>ts=99.63℃，故该蒸汽处于过热蒸汽状态。过热度D=t-ts=(99.64)℃=50.37℃。 2)10kg工质中既含有蒸汽又含有水，即处于汽、水共存状态，故为湿蒸汽状态，其温度必为饱和温度ts=99.63℃。
第七节 湿空气的典型过程
2.加热过程
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第五节 湿空气的基本概念
解：1)由饱和水蒸气表查得21℃时水蒸气的饱和压力为ps=0.024 896×105Pa，故水蒸气分压力为
2)由式(9-21)得含湿量为
第五节 湿空气的基本概念
第六节 湿空气的参数与h-d图
一、湿空气的焓
第六节 湿空气的参数与h-d图
二、湿空气的其他参数
三、湿空气的h-d图
第三节 水蒸气的表和图
二、水蒸气的h-s图
第三节 水蒸气的表和图
由于水蒸气表是不连续的，在求表列间隔中的数据时，必须使用内插法。因此，根据分析计算和研究的实际需要，可以用状态参数坐标图绘制水蒸气的各种热力性质图。如前述p⁃v图和T⁃s图，这两种图在分析过程中是有其特点的。但在工程上常常需要计算功量和热量，这在p⁃v图和T⁃s图上就需要计算过程曲线下的面积，而面积的计算，特别是不规则曲线包围的面积的计算，极不方便。如能在一种图上以线段精确地表示热量及功量的数值，则对于热功计算可以提供极大的方便，而h⁃s图就具有这种作用。因定压下的加热量（或放热量）等于焓差，即qp=h2-h1，而绝热膨胀的焓降等于技术功，即wt=h2-h1，故如在以焓为纵坐标、熵为横坐标的h⁃s图上，精确地画出标有数据的定温、定压线等，则用它作热工方面的数值计算是非常方便的。
西南科技大学《热工基础及流体力学》期末考试复习
热工基础及流体力学第一章 气体的热力性质（名词解释）1.工质：实现能量传递与转换的媒介物质 。
2.热力学系统：热力学研究时，根据研究问题的需要人为选取一定的工质或空间作为研究对象，称为热力系统，简称热力系或系统。
3. 热力系分类：①封闭热力系（与外界有能量传递,无物质交换的系统。
系统的质量恒定不变）②开口热力系：（与外界有能量、物质交换的系统，系统的质量可变）③绝热热力系（与外界没有热量交换的系统）④孤立热力系：（与外界既无能量（功、热量）交换又无物质交换的系统）4.热力状态：工质在某一瞬间所呈现的全部宏观物理特性，称为热力学状态，简称状态。
5. 状态参数：描述工质热力状态的宏观的物理量叫做热力学状态参数，简称状态参数。
基本状态参数：温度（T ）、压力（p ）、比体积（v ）导出状态参数：热力学能（U ）、焓（H ）、熵（S ）6. 理想气体：是指状态变化完全遵循波义耳-不占体积的质点，分子之间没有相互作用力。
7. 热力学能：指组成物质的微观粒子本身所具有的能量, 即所谓的热能。
包括了：①内动能:分子热运动的动能。
②内位能: 分子之间由于相互作用力而具有的位能。
第二章 热力学基本定律（填空+计算（卡洛循环）+名词解释） 1.准平衡过程：过程中热力系所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的热力过程称为 准平衡过程，或准静态过程 。
2. 可逆过程：如果热力系完成某一热力过程后, 再沿原来路径逆向进行时 , 能使热力系和外界都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为 可逆过程。
反之,则称为不可逆过程 。
(可逆过程是一个理想过程，可逆过程的条件：可逆过程= 准平衡过程 ＋ 无耗散效应）。
3.关系：准平衡过程概念只包括热力系内部的状态变化，而可逆过程则是分析热力系与外界所产生的总效果。
可逆过程必然是准平衡过程，而准平衡过程只是可逆过程的条件之一。
4.热力学第一定律：实质就是热力过程中的能量守恒定律。
热工基础 第五章.水蒸气与湿空气
液体 汽化
蒸发 ：任何温度下在液体表面进行的
汽化现象，温度愈高愈强烈。
沸腾 ： 沸腾是在给定压力所对应的温
度下发生并伴随着大量汽泡产生 的汽化现象。
p
饱和状态：液面上蒸气空间中 的蒸气和液体两相达 饱和蒸气 到动态平衡的状态 。
饱和液体
ts
饱和压力ps、饱和温度ts： ps f (ts ) 水蒸气：ps＝0.101325 MPa，ts=100 º C
31
f t tw
根据干湿球温度计测量的干、湿球温度就可 以由上式确定空气相对湿度的大小。
30
第五章小结
重点掌握：
(1) 水蒸气的定压加热产生过程，在 p-v 图和 T-s 图上表示定压加热时水蒸气的状态变化； (2) 利用水和水蒸气表及水蒸气的焓熵图确定 水蒸气的状态参数。 (3) 湿空气的性质及其描述方法，利用焓-湿图 表示湿空气的加热吸湿和冷却去湿过程，。
Td称为露点温度，简称露点。 pv ps T 结露： 定压降温到露点，湿空气中的水蒸气饱和， 凝结成水（过程1－2）。 结霜： Td 0 C
18
3. 绝对湿度、相对湿度和含湿量
湿度：湿空气中水蒸气的含量。 （1） 绝对湿度 1m3的湿空气中所含水蒸气的质量称为湿空气 的绝对湿度，即湿空气中水蒸气的密度：
湿蒸汽的状态参数 1kg 湿蒸汽是由x kg干蒸汽和（1－x）kg饱 和水混合而成， vx xv 1 x v v x v v 注意 hx xh 1 x h h x h h 单位 sx xs 1 x s s x s s
5-2
水蒸气的状态参数
一般情况下，水蒸气的性质与理想气体差 别很大 ,为了便于工程计算，将不同温度和不 压力下的未饱和水、饱和水、干饱和蒸汽和过 热蒸汽的状态参数列成表或绘成线算图。 饱和水与饱和蒸气表 分为以温度为序（附录表5）和以压力为序 （表6）两种。
工程热力学第9讲-第二部分复习-工质热力性质及热力过程计算
c p 1.0041.859 0.001 d
Hale Waihona Puke R 0.287 0.4615 0.001d
s c p ln
T p R ln 273 100
湿空气的焓湿图
h 1.005t d (2501 1.863t )
h1 hw
湿球温度tw=绝热饱和温度
h h t tw td
研究蒸气热力过程的依据
1)第一定律
q u w h wt
2)状态参数 查图、查表
dh c p dT du cv dT
pv RT
c p cv R
3)过程参数（可逆过程）
q Tds
w w pdv pdv wt wt vdp vdp
研究蒸气热力过程的步骤
研究步骤： (1).利用图表，由已知的初态参数确定未知的初态参数；
(2).利用图表，根据过程特点和已知的终态参数确定未知 的终态参数； (3).由初态参数和代入有关公式计算过程中的能量传递、 转换量：q，w，wt。
水蒸气图、表的应用
应用： 1.已知某状态任意两个独立参数（p，v，t，u，h，s，x） 就 能查出其余各参数，并可判别工质的状态。 2.分析计算热力过程中工质状态变化及与外界的能量交换。 分析计算的一般步骤： （1）已知任意两个初态参数，查出其它各初态参数（p1，v1， t1，u1，h1，s1，x1）。 （2）根据过程条件（定压、定温、定熵、定容）及终态的一 个参数，查得终态各参数（p2，v2，t2，u2，h2，s2，x2）。 （3）根据初终态参数及过程条件计算能量交换。 （4）将过程表示在状态图上（p-v，T-s，h-s…）。
热工基础-3-(3)-第三章 湿空气
露点温度越高，说 1
Td
明湿空气中水蒸汽 越多，pv 越大。湿度
1、绝对湿度
单位容积的湿空气中包含的水蒸汽 质量，也就是水蒸汽的密度。
pv 1 v vv Rg ,vT
在一定温度下：
湿空气中水蒸汽的分压力愈大，其绝对湿度 愈大； 水蒸汽的分压力不可能超过该温度下水蒸汽 的饱和压力。
pv ps
水蒸汽达到饱和时，湿空气具有该温度下最 大绝对湿度。 两种具有相同绝对湿度的空气，他们也具有 相同的“吸湿能力”吗？
2、相对湿度
湿空气的绝对湿度与同 温度下饱和空气的绝对湿 度的比值为相对湿度：
pv v , RvT ps s RvT
v s
v v pv s max ps
三、湿空气的焓 考虑到湿空气中水蒸汽的质量经常变化， 而干空气的质量是稳定的，所以湿空气的比 焓是相对于单位质量的干空气而言：
ma ha mv hv h ha dhv ma
经验近似公式（kJ/kg）：
h 1.005 t d (2501 1.86 t )
例题：房间的容积为50m3，室内空气温度为 30℃，相对湿度为60%，大气压力Pb = 0.1013 MPa，求：湿空气的露点温度td，含 湿量d、干空气的质量ma、水蒸气的质量mv 及湿空气的焓值H。 解：由饱和水蒸气表或附表15查得： t=30℃时， Ps = 4241 Pa，所以
以上是喷水绝热 加湿；若是喷蒸 汽加湿，此时蒸 汽带入的焓一般 不能忽略，过程 如图中1-2’
三、湿空气的冷却去湿过程
湿空气的冷却去 湿过程示意图
冷流体
1 22
热空气
冷空气
凝结水
1. 湿空气冷却去湿过程的热力学分析
工程热力学-湿空气
第8章 湿 空 气本章基本要求理解绝对湿度、相对湿度、含湿量、饱和度、湿空气密度、干球温度、湿球温度、露点温度和角系数等概念的定义式及物理意义。
熟练使用湿空气的焓湿图。
掌握湿空气的基本热力过程的计算和分析。
8.1 湿空气性质一、湿空气成分及压力湿空气=干空气+水蒸汽二、饱和空气与未饱和空气未饱和空气=干空气+过热水蒸汽 饱和空气=干空气+饱和水蒸汽注意：由未饱和空气到饱和空气的途径：1．等压降温2．等温加压露点温度：维持水蒸汽含量不变，冷却使未饱和湿空气的温度降至水蒸汽的饱和状态，所对应的温度。
三、湿空气的分子量及气体常数结论：湿空气的气体常数随水蒸汽分压力的提高而增大四、绝对湿度和相对湿度绝对湿度：每立方米湿空气中所含水蒸汽的质量。
相对湿度：湿空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度的比值，相对湿度反映湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度。
思考：在某温度t下，值小，表示空气如何，吸湿能力如何；值大，示空气如何，吸湿能力如何。
相对湿度的范围：0<<1。
应用理想气体状态方程，相对湿度又可表示为五、含温量(比湿度)由于湿空气中只有干空气的质量不会随湿空气的温度和湿度而改变。
定义：含湿量(或称比湿度)：在含有1kg干空气的湿空气中，所混有的水蒸气质量称为湿空气的)。
g/kg(a)六、焓定义：1kg干空气的焓和0.001dkg水蒸汽的焓的总和代入： g/kg(a)七、湿球温度用湿纱布包裹温度计的水银头部，由于空气是未饱和空气，湿球纱布上的水分将蒸发，水分蒸发所需的热量来自两部分：1．降低湿布上水分本身的温度而放出热量。
2．由于空气温度t高于湿纱布表面温度，通过对流换热空气将热量传给湿球。
当达到热湿平衡时,湿纱布上水分蒸发的热量全部来自空气的对流换热,纱布上水分温度不再降低，此时湿球温度计的读数就是湿球温度。
湿球加湿过程中的热平衡关系式：由于湿纱布上水分蒸发的数量只有几克，而湿球温度计的读数又较低，在一般的通风空调工程中可以忽略不计。
空气调节期末复习知识点
空气调节期末复习知识点第一章湿空气的物理性质及其焓湿图1、空气调节的主要任务：在所处自然环境下，使被调节空间的空气保持一定的温度、湿度、流动速度以及洁净度、新鲜度。
2、湿空气：（1）概念：大气由一定量的干空气和一定量的水蒸气混合而成，我们称其为湿空气。
干空气可看作一个稳定的混合物；水蒸气含量较少，但其变化对湿空气的干燥及潮湿程度产生重要影响，是空调中的重要调节对象；常温常压下干空气、水蒸气均可近似看作理想气体。
（2）状态参数：压力 湿空气的压力的等于干空气的分压力与水蒸气的分压力之和；水蒸汽分压力大小直接反映了水蒸汽含量的多少；密度 湿空气的密度等于干空气密度和水蒸气密度之和；水蒸气密度小于干空气密度→湿空气密度小于干空气密度；实际计算中，在标准条件（101325Pa，20℃）下，可近似取ρ=1.2Kg/m3；含湿量 在湿空气中与lkg干空气同时并存的水蒸汽量称为含湿量；d=0.622*Pq/(B-Pq);当大气压力B一定时，水汽分压力Pq只取决于含湿量d ；相对湿度 湿空气的水蒸汽压力与同温度下饱和湿空气的水蒸气压力之比为相对湿度。
相对湿度值表征湿空气中水蒸气含量接近饱和含量的程度，能够比较确切地表示空气干燥和潮湿的程度焓 空气调节过程可近似为等压过程，比焓可以用来计算在定压条件下对湿空气加热或冷却时吸收或放出的热量。
干空气定压比热：1.01kJ/(kg.℃)液态水定压比热：4.19kJ/(kg.℃)水蒸气定压比热：1.84kJ/(kg.℃)水蒸气气化潜热计算：2500+1.84t=4.19t+r3、焓湿图：确定湿空气的状态及其变化过程的方法：公式计算；查表；查焓湿图。
概念 为了简化工程计算而发展的湿空气参数的图解表示法被称为焓湿图。
优点 计算简化；描述直观。
作用 确定湿空气的状态参数；表示湿空气的状态变化过程。
参数 焓湿图上的可以获取的参数：焓、含湿量、水蒸气分压力、相对湿度、温度、湿球温度、露点温度、热湿比；状态参数 独立状态参数：在B一定的条件下，在h , d , t , φ中，已知任意两个参数，则湿空气状态就确定了，亦即在h-d图上有一确定的点，其余参数均可由此点查出，因此，将这些参数称为独立参数。
动力热力学第07章水蒸汽要点
水蒸汽(steam)
1. 在热力设备中，水蒸汽是实际气体。因p高，T在Tcr附近， 如在本章及蒸汽动力循环中；
2. 在湿空气中，水蒸汽近似看作理想气体，因pv很低 (过热度很大)见第十四章湿空气。
§7-1 饱和温度和饱和压力
Saturated temperature and Saturated pressure
汽相区，TcC3’’2’’1’’以上区。
以上所讲归纳为： 一点、二线、三区、五态 另外还有： 过冷液体：温度低于饱和温度(未饱和液)； 过热液体：温度高于饱和温度； 过冷蒸汽：温度低于饱和温度； 过热蒸汽：温度高于饱和温度。 过热度 D = t – ts 或 叫⊿t。
使未饱和液达到饱和的途径：
使过热蒸汽达到饱和的途径：？
(五) 压力为p的湿蒸汽（x点）
0 饱和水和饱和蒸汽平衡共存
•
1’ x • •
1’’ • ts • 0.01℃ v
mv 干度： x mv ml
mv—蒸汽质量，ml—液质量
• 0’ 零点
v0’
即饱和蒸汽质量占总质量的百分数。 注意：1. 0≤x≤1；
2. 未饱和水和过热蒸汽没有干度的概念。
湿蒸汽的参数：1. 查h-s图（部分数据）
2. 独立状态参数的个数：π=n-Φ +2=1-2+2=1 不同的饱和状态用1个参数就能区别。
§7-2 水的定压加热、汽化过程
压力p一定，加热。从0.01℃开始(三相点温度以下有 固态，工程上一般不用)，经历以下五种状态。
过冷水 (未饱和水)
饱和水
湿蒸汽
干饱和 蒸汽
过热蒸汽
加热Q
Q
Q
Q
Q
p 画在p-v图上
第二章湿空气与水蒸气
空气中水蒸气含量越多，其分压力也越大。 因此，水蒸气分压力的大小直接反映空气中水 蒸气数量的多少，它是衡量空气湿度的一个指标。 对一定温度的空气，其水蒸气分压力有一个最 大限量，达到最大限量的空气称饱和空气，未达到 最大限量的空气称未饱和空气。 温度越高，饱和压力越大。Pq ,b 是t的单值函 数，即湿空气内饱和水蒸气压力与温度有一一 对应的关系。
2.1.4.3 空气的湿度类参数 1、绝对湿度 q
1 m 湿空气中含有的水蒸气的质量（以 克计）
3
q
mq Vq
1000 2.17
Pq T
q为绝对湿度，g / m3
mq为湿空气中含有的水蒸 气质量，kg Vq为水蒸气的体积 ，m
3
Pq为水蒸气的分压力 ，Pa ( N / m 2 ) T为气体的热力学温度 ，K
2 2 a
a
1.求空气的相对湿度
p ' q .b 0.00065(t t s ) B p q .b 63.35%
p ' q .b — 湿球温度t s 所对应的饱和水蒸气分 压力
可见：知三（独立参数，含大气压力），可 得全部
2.2
湿空气的焓湿图及其应用
为了简化计算，在工程技术上绘制了 在一定大气压力下，湿空气各种状态 参数相互关系的线算图——焓湿图
2.2.2 焓湿图的应用
2.2.2.1 确定空气的状态及查找参数
知三（含大气压力B在内的独立参数），可得全部。
2.2.2.2 表示空气状态变化过程
(1) 加热过程
A—B: △t>0, △i>0, △d=0 处理设备：(电)空气加热器
(2) 冷却过程
干冷A—C: △t<0, △i<0, △d=0
「空气调节课复习资料」
空气调节复习资料空气调节应用于工业及科学实验过程一般称为“工艺性空调”，而应用于以人为主的空气环境调节则称为“舒适性空调”。
第一章:相对湿度的定义:湿空气的水蒸气压力Pｑ与同温度下饱和湿空气的水蒸气压力Pｑ。
b之比。
也可近似表示成含湿量d与饱和含湿量d b的比值。
是空气的焓ｈ＝1．01ｔ+（250０+1.8４t)d/１0０0热湿比线：湿空气的焓变化与含湿量变化之比。
ε＝Δh（ｋW）/Δd（kｇ／s)湿球温度,露点温度,干球温度的关系为:干球温度≥湿球温度≥露点温度湿空气的加热过程：通过热表面加热,则温度会增高，含湿量不变。
湿空气的冷却过程：通过表面冷却器冷却，在冷表面温度高于空气的露点温度时,含湿量不会变化，温度下降。
等焓加湿：喷循环水加湿,喷雾加湿,湿膜加湿等属于等焓加湿。
等温加湿:喷干蒸汽，电极式加湿等等焓减湿：利用固体吸湿剂干燥空气时，可以实现等焓减湿过程。
两种空气混合，遵守能量守恒,质量守恒定律。
即G A×h A+G B×h B=(G A+GＢ)h CG A×d A+ＧB×dＢ=（G A+G B）d C第二章：空调负荷计算与送风量负荷：在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需要向房间供应的冷量称为冷负荷;相反,为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷；为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷。
得热量通常包括：太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经围护结构传入的热量,人体，照明,设备散入房间的热量。
PＭV-ＰPD指标综合考虑了人体活动强度,衣服热阻，空气温度，平均辐射温度,空气流动速度和空气湿度等六个因素,来评价和描述热环境。
新有效温度是干球温度,湿度，空气流速对人体冷热感的一个综合指标,该数值是通过对身着0．6clo服装,静坐在流速为0.15m/s,相对湿度为50%的空气温度产生相同冷热感的空气的温度。
综合温度：相当于室外气温由原来的温度值增加一个太阳辐射的等效温度值。
湿空气性质和湿度图湿气体=绝干气体+湿份蒸汽
湿焓iH 或干基湿焓 (kJ/kg绝干气体) 1kg 绝干空气及所含水汽所具有焓的总和
IH I g HI w
由于焓是相对值，计算焓值时必须规定基准状态和基准温 度，若取0℃下的绝干空气和液态湿份的焓为零，则
IH (Cg HCw )t r0H CH t r0H
显热项
汽化潜热项
H nw Mw Mw p ng M g M g P p
kg湿份蒸汽/kg绝干气体
对于空气-水系统： Mw=18.02kg/kmol，Mg=28.96 kg/kmol
H 0.622 pw P pw
总压一定时，气体的湿度只与湿份蒸汽的分压有关。
相对湿度
湿度只表示湿空气中所含湿份的绝对数，不能反映空气偏离 饱和状态的程度。 相对湿度：一定的系统总压和温度下，空气中湿份蒸汽的分
湿比热cH 或干基湿比热J/(kg绝干空气·℃) 1kg 绝干空气及所含水份蒸汽温度升高1℃所需要的热量
CH Cg 1 CW H
式中：Cg — 绝干空气的比热，J/(kg绝干空气·℃)； Cw — 水份蒸汽的比热，J/(kg水份蒸汽·℃) 。
Cg=1.005 kJ/(kg·℃)，Cw=1.884 kJ/(kg·℃) CH 1.01 1.88H
50℃的性质：
⑴相对湿度 从附录查出50℃时水蒸气的饱和蒸气压ps=12.340kPa。当空气从20℃加热到50℃
时，湿度没有变化，仍为0.0147 kg/kg绝干气，故
0.0147 0.62212.340 101.33 12.340
解得： φ=0.1892=18.92%
结果显示：湿空气被加热后湿度不变，相对湿度下降了。所以在干燥操作中， 先将空气加热再送入干燥器，目的是降低相对湿度以提高吸湿能力。
工程热力学五水蒸气和湿空气
二.水蒸汽的定压发生过程
工程热力学五水蒸气和湿空气
工程热力学五水蒸气和湿空气
对未饱和水在某一确定的压力下加热， 直至产生过热蒸汽的过程。包括以下三 个过程。
１未饱和水的预热过程 需要吸热，p不变，v增加，t增大 (t<ts)；u，h，s增大；直至为饱和水 为止，参数为ts，v’，u’，h’，s’。
§1 水蒸汽的定压发生过程 一.水蒸汽的ｐ－ｖ图和Ｔ－ｓ图
二.水蒸汽的定压发生过程
工程热力学五水蒸气和湿空气
一.水蒸汽的ｐ－ｖ图和Ｔ－ｓ图
工程热力学五水蒸气和湿空气
１一点、两线、三区、五态
一点：临界状态（Critical State）
处于临界状态时饱和液体和干饱和蒸汽 不分而处于同一状态，并有确定的状态参 数值。
例题１ 确定ｔ=263℃时水的饱和压力 ps。
〔解〕显然属于饱和状态，可利用按温 度排列的饱和表 ｔ＝260℃时ps＝4.6940ＭＰａ ｔ＝270℃时ps＝5.5051ＭＰａ ∴ｔ＝263℃时 ps=4.694+(263-260)/(270-260)*(5.501-4.6940) ＝4.9374 ＭＰａ
工程热力学五水蒸气和湿空气
⑵按压力排列的饱和水与饱和蒸汽表(P376)
工程热力学五水蒸气和湿空气
⑶未饱和水与过热蒸汽表(P382)
工程热力学五水蒸气和湿空气
注意：
(A)零点的规定 t0=0.01℃，p0=0.6112kPa， v0=0.00100022m3/kg时，u0‘=０，s0’=０， h0‘=u0’+p0‘v0’=0.000611≈0 表中给出的ｈ，ｓ值是相对值，即 ｈ＝△ｈ＝ｈ－ｈ0，ｓ＝△ｓ＝ｓ－ｓ0
ux hx pxvx
湿空气的性质与湿度图湿气体=绝干气体湿份蒸汽
解得： φ=0.1892=18.92%
结果显示：湿空气被加热后湿度不变，相对湿度下降了。所以在干燥操作中， 先将空气加热再送入干燥器，目的是降低相对湿度以提高吸湿能力。 ⑵比体积
H 0.772 1.244 0.0147
100% 88.8% 查得30℃时水的饱和蒸气压ps=4.242kPa，故 W 100% ps 4.242 露点td 因pW=pd=3.768kPa，查水的饱和蒸气压表，得饱和温度27.5℃，此温度即为露点
绝热饱和温度tas和湿球温度tW (对空气而言，两者近似相等)
因为Has与tas有关，故需试差。又td≤tas≤t，故设tas的初始值为
pw 100% ps
值越低，空气偏离饱和的程度越远，吸湿潜力越大； =100% 时，p=ps，空气被湿份蒸汽所饱和，不能再吸湿
对于空气-水系统：
H 0.622
ps P ps
湿份为水时，可按下式由系统温度 t 计算饱和蒸汽压
2 3991.11 ps exp 18.5916 15 t 233.84
⑷焓
I=(1.01+1.88×0.0147)×50+2490×0.0147=88.48 kJ/kg绝干气 湿空气被加热后湿度没变化，但温度增高，焓值加大。
空气的湿球温度
湿球温度的测定
当热、质传递达平衡时，空气对水的 供热速率恰等于水汽化的需热速率时
定义式 t tw
tw t
kH
rw ( H w H )
C H 1.01 1.88 H
湿焓iH 或干基湿焓 (kJ/kg绝干气体)
工程热力学第7讲第4章1理想气体蒸汽湿空气的热力过程
2
w 1 pdv p(v2 v1) R(T2 T1)
4.技术功： 定压过程不做技术功
2
wt 1 vdp 0
5.热量:
2
q h 1 cpdT
理想气体定压过程
6.过程曲线： p-v 图
p
2′
1
2
T-s图
T
定v线
2
定p线
1
2′
0
v
0
s
( dT ds
)p
?
T cp
( dT ds
)v
蒸气的热力过程分析方法：
利用图表
(1).定性：p-v图
T-s图
p-T图
(2).定量：h-s图(热机) lgp-h图(制冷)
研究蒸气热力过程的依据
1)第一定律
q u w h wt
2)状态参数 查图、查表
dh cpdT du cvdT
pv RT cp cv R
3)过程参数（可逆过程）
7.多变过程指数的确定: 1)用过程线两端点
p1v1n p2v2n
2)用实际过程lgp-lgv坐标图
pvn C
3)用p-v图面积对比计算 wt nw
n ln( p2 p1) ln(v2 v1)
lg p n lg v lg C n wt w
基本过程是多变过程的特例
pv RT
pvn const
q Tds w w pdv pdv wt wt vdp vdp
研究蒸气热力过程的步骤
研究步骤： (1).利用图表，由已知的初态参数确定未知的初态参数；
(2).利用图表，根据过程特点和已知的终态参数确定未知 的终态参数； (3).由初态参数和代入有关公式计算过程中的能量传递、
工程热力学与传热学(中文)第5章水蒸气与湿空气
是否有400 ºC的水？ 0ºC或-10 ºC的水蒸气
1点
临界点 (critical point )
2线
下临界线 (saturation liquid line )： 不同压力下饱和水状态
上临界线( saturation vapor line )： 不同压力下干饱和蒸汽状态
3区
液相区 (liquid region )
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，价格便宜，耗资少。 比热容大，传热好，有良好的膨胀和载热性能。 无毒无味，不污染环境。
即：
p ptp 611.7Pa, T Ttp 273.16K , v 0.00100021m3 / kg, u 0kJ / kg, s 0kJ /(kg K )
焓： h u pv 0 611.7Pa 0.00100021m3 / kg
0.00061kJ / kg 0
5-2-2 水与水蒸气表（steam tables for water）
按线性插值求得：
t 323.6C, h 3112.4kJ / kg, s 7.5422kJ /(kg.K )
结论 判断工质所处状态
已知（p, t）查饱和蒸汽表，确定蒸汽状态。
t ts ( p) 未饱和液体状态 t ts ( p) 饱和状态，还需再给定干度x t ts ( p) 过热蒸汽状态
水蒸气及湿空气
如水蒸气在热电厂和 空调工程中的 应用
.
2
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、掌握水蒸气图表的结构，能够熟练利用水蒸气图表查 出水蒸气状态参数。
s1 s2
S
.
26
例5-3 水蒸气在0.2MPa压力下从150℃定压加热到250℃，试
求1kg水蒸气的吸热量、所作的膨胀功及热力学能增量。
解：在h-s图上，由p0.2MPa的定压线与t1150℃的定温 线相交得初状态点1，与t2250℃的定温线相交得终状态点2， 如图5-6所示。查得
h1=2772kJ/kg，v1=1m3/kg h2=2973kJ/kg，v2=1.22m3/kg 吸热量 q h2 h1 2973 2772 201 （kJ/kg）
未饱和水与过热蒸汽表（附表3） 参数右上角加“”表示
湿蒸汽参数的确定: 注意粗黑线
饱和液体参数，加“” 表示饱和蒸汽参数
pps，tts
vx (1 x)v xv v x(v v)
hx (1 x)h xh h x(h h) h xr
sx
(1
x)s
xs
s
x(s
s)
s
xr T
ux hx pvx
q0 u u2 u1 h2 h1 p2v2 p1v1
w u
h
1
P1 t1
P2
t2
χ=1
2 χ2
(a)可逆绝热过程 S
wt h h1 h2
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水蒸气是实际气体!
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
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§5-1 水蒸气的饱和状态
一、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
沸腾：表面和液体内部同时发生的剧烈汽化现象
(气体和液体均处在饱和状态下)
二者的异同：
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不同：蒸发在任何温度下都能进行，而沸腾 必须在一定的沸点才能发生；蒸发速度慢， 沸腾汽化快。
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三、饱和状态
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
青藏ps=0.6bar 高压锅ps=1.6bar
Ts=100 ℃ Ts=85.95 ℃
Ts=113.32 ℃
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§5-1 水蒸气的定压发生过程
t < ts
t = ts t = ts
t = ts
t > ts
未饱和水 饱和水 饱和湿蒸汽 饱和干蒸汽 过热蒸汽
v < v’ v = v’ v ’< v <v’’ v = v’’ v > v’’
h < h’ h = h’ h ’< h <h’’ h = h’’ h > h’’
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三、水蒸气的p-v图和T-s图
ts
t>ts
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一点，二线，三区，五态
p
pc
a3 b3
a2 b2
T
C p pc
c3 d3 e3
T Tc Tc
c2 d 2 e2
Tc
a1 ba 3
v
p pc p c
C
T
e3
Tc
e2
s < s’ s = s’ s ’< s <s’’ s = s’’ s > s’’
水预热
汽化
过热
一、水蒸气的定压发生过程
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0.01℃ ts
ts
ts
a-b—0.01℃未饱和水→ts饱 和水。t↑，v↑。
b-d—ts饱和水→ ts干饱和水 t>ts 蒸汽。v↑， t和p均不变。
其间为汽液混合的湿饱和蒸汽。 d-e—ts干饱和水蒸汽→ t过
L h h ( u u ) p ( v v )
定义：内汽化潜热 L— 汽化潜热中转变为热力 学能的部分；外汽化潜热 L — 用于对外作功的 部分。则有
LL L
定压过热过程中所需的热量称为过热热量q。按能量转换关系，
有
qhh
显然，将0.01℃的水加热变为过热水蒸气所需的热量，等于液体 热、汽化潜热与过热热量三者之和。而且整个水蒸气定压发生过程 及各个阶段中的加热量，均可用水和水蒸气的焓值变化来计算。
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一、水蒸气状态参数确定的原则
1、未饱和水及过热蒸汽 确定任意两个独立参数，如：p、T
2、饱和水和干饱和蒸汽 确定p或T
3、湿饱和蒸汽 除p或T外，其它参数与两相比例有关
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饱和状态—饱和区内，饱和水和饱和水蒸气共存的平衡状态。
在饱和状态下，饱和水与饱和水蒸气的平衡是动态的平衡。
相同：从微观角度讲，二者都是动能较大的 液体分子克服了表面张力的作用飞入上面 汽相空间的过程。
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二、液化（凝结） 物质又气态转变为液态的过程。
特点：1. 凝结是气相空间的蒸汽分子相互碰 撞或碰撞回到液面凝结成液体的过程。
2. 凝结速度与气相空间的蒸汽压力有关。压 力越大，汽体分子密度越大，碰撞几率越 高，凝结速度越快。
一般情况下，对温度为0.01℃时不同压力的水，取u0.01≈0。压力 不高时，对0.01℃时水，也可取h0.01≈0。
水的定压汽化过程中，1kg饱和水汽化成为干饱山和西农水业蒸大学气工程所技需术学的院 热量称为汽化潜热L。
汽化过程的压力越高，汽化潜热的数值越小。在临界压力下，汽 化潜热为零。
定压汽化过程中的热量转换关系为
b3
b2
b1
c3
c2
d
3d
2
c1
d1
e1 B
s
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一点：临界点 二线：上界线、下界线 三区：过冷水区、湿蒸汽区、过热蒸气区 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
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§5-2 水蒸气状态参数
水蒸气的热力性质比较复杂，用水蒸气状态方程 式计算比较困难。水蒸气的热力性质表和相应的图线， 提供了计算所需的各种状态下水蒸气参数的详尽数据。
热水蒸汽。t↑，v↑。过热度D= t-
ts
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水蒸气定压发生过程说明
(1) QUWUpdV
UpVU(pV)H
(2) SSf Sg0
只有熵加热时永远增加
(3) 理想气体 h f (T )
实际气体汽化时，T＝Ts不变，但h增加
h''h' 汽化潜热
(4) 未饱和水 过冷度 t过冷ts t 过冷水
过热蒸汽 过热度 t过热tts
二、水蒸气发生过程中的能量关山西系农业大学工程技术学院
水蒸气定压发生过程的三个阶段：
①水的预热过程—未饱和水(0.01℃)→饱和水(ts)； ②水的汽化过程—饱和水(ts)→干饱和水蒸气(ts)； ③水蒸气的过热过程—饱和水蒸气（ts）→过热水蒸气(t)。
定压预热过程的能量转换关系为
q h h 0 . 0 1 ( u u 0 . 0 ) 1 p ( v v 0 . 0 )1
因v’≈v0.01，所以
p↑→ts↑，q'↑
q h h 0 .0 1(u u 0 .0)1
热工计算仅需计算Δh及Δu，故可任取某个状态作为计算的零点。 国际水蒸气性质会议规定，水的三相点状态下u＝0。
饱和温度与饱和压力之间有确定的对应关系。压力越高，饱
和温度也越高。如，p＝0.0108kPa时，ts＝0℃；当p＝101.325 kPa 时， ts＝100 ℃ 。 ts和ps之间的关系，由实验或经验公式确
定。
由于饱和区内的湿饱和蒸汽的温度ts与压力ps具有一定的函数
关系，所以两者只能作为一个独立参数。要确定湿饱和蒸汽的状 态，还须另一个独立参数，一般采用“干度”作为参数，但也可 以是其它的状态参数，如焓、熵、比体积中的任何一个。