水蒸汽的基本性质
热工基础——水蒸气的热力性质和过程
2
pdv
1
pv2 v1
3、 饱和水的比体积随压力的升高略有增加，而饱和蒸汽的比 体积则随压力的升高明显的减小。
4、临界点上的比汽化潜热为零，即汽化在一瞬间完成。
第三节 水蒸气表
饱和水与饱和水蒸气表、未饱和水与过热蒸汽表
一、饱和水与饱和水蒸气表
1. 按温度排列，附表2
tp, v’，h’，s’， v”，h”，s” 2. 按压力排列，附表3
cp cv R
水蒸汽的热力学能、焓和熵通过查图和表求得。
第二节 水的定压汽化过程和
水蒸气的p-v图及T-s图
汽化和液化
蒸发 汽化
沸腾
一、饱和温度和饱和压力
饱和状态 相应的温度和压力称为饱 和温度（ts）和饱和压力， 两者一一对应。 ts =f(P)
饱和蒸汽 饱和水
二、水的定压汽化过程
容器中装有1kg水， p 0.1MPa ta 0C va 0.001 m3 kg
v’,v”
v >v” 过热蒸汽
Sx，hx
2、根据状态查相应的图或表，湿蒸汽查饱和水与饱和蒸 汽表，再利用干度公式求出。
3、热力学能利用公式u=h-pv求得。
例 P=0.5Mpa，v=0.36m3/kg，确定状态，并求出温 度、比焓、比热力学能和比熵。
解查：饱和水与饱和蒸汽表 ts=151.85C，v’=0.0010928m3/kg， v”湿=0蒸.3汽7481xm 3v/kvg' 0.96
处于平衡态单相均匀系= f ( p或 T )。v’，u’，h’，s’ （3）d：干饱和蒸汽，t = ts ， p、T 不再是独立的状态参数
处于平衡态单相均匀系= f ( p或T )。v”，u”，h”，s”
水蒸气的特征
水蒸气的特征
水蒸气是水（H2O）的气体形式。
其主要特征如下：
1. 无色：水蒸气在空气中是无色的，难以直接观察到。
2. 密度：水蒸气的密度为0.59764千克/立方米（在100摄氏度/212华氏度/37
3.15开尔文条件下，压力为101330帕）。
3. 温室效应：水蒸气是一种温室气体，可以吸收和辐射地球表面的热量，对地球的气候产生影响。
4. 相变：水蒸气随着温度的升高和压力的变化会发生相变，如饱和蒸汽和过热蒸汽的转换。
5. 饱和蒸汽与过热蒸汽：在一定压力下，饱和蒸汽的温度是恒定的，不同的压力对应一个不同的饱和蒸汽温度值。
饱和蒸汽的品质不高，可能带有一些小水滴。
过热蒸汽是在饱和蒸汽的基础上继续加热得到的，其干度和温度较高。
6. 蒸发与凝结：当水温度超过100摄氏度时，水分子吸收足够大的内能，从液态转变为气态水。
蒸发过程中，水分子从液态脱离并进入空气中。
而在空气中，水蒸气遇到较低温度的物体时，会凝结成水滴。
7. 湿度：空气中的水蒸气含量与温度、压力等环境因素有关。
湿度较高时，空气中的水蒸气含量较大，可能导致露水、雾气等现象。
8. 凝结现象：大量水蒸气在空气中凝结时，会呈现一团白气状。
这种现象常被误认为水蒸气。
总之，水蒸气具有无色、低密度、温室效应、相变、饱和蒸汽与过热蒸汽、蒸发与凝结、湿度和凝结现象等特征。
工程热力学-06 水蒸气的热力性质
(t
−
ts
)
=
c
p
t ts
D
6-2 水蒸气的产生过程
• 水蒸气在定压过热过程中吸收的热量也等
于焓的增加：
（64;
• 式中，h一定压力为p、温度为t时过热水蒸气的 焓。过热水蒸气的焓为
h = h"+ q" = h0 + q '+ r + q"
（6-15）
6-2 水蒸气的产生过 程
蒸发热(液体温度越低，蒸发热越高)
蒸发制冷
1
2、饱和状态
逸出的分子数 = 被液面俘获的分子数
饱和状态：汽化与凝结的动态平衡
饱和状态：汽化和液化达到动态平 衡共存的状态
饱和水、饱和水蒸气 饱和液体、饱和蒸气
饱和温度Ts 饱和压力ps
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
§6-2 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’’
(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 ' = γ 汽化潜热
(4) 未饱和水 过冷度 Δt过冷 = ts − t 过冷水
过热蒸汽 过热度 Δt过热 = t − ts
工程热力学与传热学水蒸气的热力性质
蒸汽锅炉
蒸汽锅炉是产生水蒸气的关键设备， 通过燃烧燃料将水加热至沸腾产生水 蒸气，用于推动各种动力机械。
化工工程
化学反应
在化工工程中，水蒸气常作为反 应物或催化剂参与各种化学反应 ，如合成氨、硫酸等。
工程热力学与传热学水蒸气的热力 性质
目 录
• 水蒸气的形成与性质 • 水蒸气的热力学性质 • 水蒸气的传热性质 • 水蒸气在工程中的应用
01 水蒸气的形成与性质
水蒸气的定义
总结词
水蒸气是水的气态形式，由液态水或固态冰经过蒸发或升华 而来。
详细描述
水蒸气是大气中水分子以气态形式存在的一种状态，是水的 一种基本相态。当液态水受到热能作用时，会蒸发成水蒸气 ；而当固态冰受到足够的热量时，也会升华成水蒸气。
过热蒸汽比容
超过饱和蒸汽比容的蒸汽比容，与饱和蒸汽比容和过热度有关。
比容变化对水蒸气的影响
水蒸气的比容变化会影响其压力和温度变化，进而影响热力学过程 和传热过程。
水蒸气的焓
焓的定义
水蒸气的焓是指其具有的热量和压力势能的总和。
焓的计算公式
对于一定质量的水蒸气，焓的计算公式为 $H = h_v + P times V$，其中 $h_v$ 为水蒸气的 比焓，$P$ 为压力，$V$ 为比容。
焓对水蒸气过程的影响
在热力学过程中，水蒸气的焓值变化会影响其吸热量和做功量，进而影响过程进行的方向 和效率。
水蒸气的熵
01
熵的定义
水蒸气的熵是指其内部无序程度的度量。
02
熵的计算公式
对于一定质量的水蒸气，熵的计算公式为 $S = s_v + P times V$，其
供热基础知识
供热基础知识1、水和水蒸汽有哪些基本性质答:水和水蒸汽的基本物理性质有：比重、比容、汽化潜热、比热、粘度、温度、压力、焓、熵等。
水的比重约等于1(t/m3、kg/dm3、g/cm3)蒸汽比容是比重的倒数，由压力与温度所决定。
水的汽化潜热是指在一定压力或温度的饱和状态下，水转变成蒸汽所吸收的热量，或者蒸汽转化成水所放出的热量，单位是：KJ/Kg。
水的比热是指单位质量的水每升高1C 所吸收的热量，单位是KJ/ Kg • C,通常取4.18KJ。
水蒸汽的比热概念与水相同，但不是常数，与温度、压力有关。
2、热水锅炉的出力如何表达答:热水锅炉的出力有三种表达方式，即大卡/小时(Kcal/h)、吨/小时(t/h)、兆瓦(MW)。
(1)大卡/小时是公制单位中的表达方式，它表示热水锅炉每小时供出的热量。
(2)"吨”或”蒸吨”是借用蒸汽锅炉的通俗说法，它表示热水锅炉每小时供出的热量相当于把一定质量(通常以吨表示)的水从20C加热并全部汽化成蒸汽所吸收的热量。
(3)兆瓦(MW)是国际单位制中功率的单位，基本单位为W(1MW=106W)正式文件中应采用这种表达方式。
三种表达方式换算关系如下:60 万大卡/ 小时(60 X 104Kcal/h)〜1 蒸吨/ 小时〔1t/h0.7MW3、什么是热耗指标？如何规定？w/m2, —般用qn表答：一般称单位建筑面积的耗热量为热耗指标，简称热指标，单位示，指每平方米供暖面积所需消耗的热量。
黄河流域各种建筑物采暖热指标可参照表建筑物类型非节能型建筑节能型建筑居住区56~64 38-48学校或60-80 50-70办公场所60-80 55-70旅馆60-70 50-60食堂餐厅115~140 100-130上表数据只是近似值，对不同建筑结构，材料、朝向、漏风量和地理位置均有不同，纬度越高的地区，热耗指标越高。
4、如何确定循环水量？如何定蒸汽量、热量和面积的关系答：对于热水供热系统，循环水流量由下式计算:G=[Q/c(tg-th)] X 3600=0.86Q/(tg-th) 式中：G -计算水流量，kg/hQ -热用户设计热负荷，Wc -水的比热，c=4187J/ kgo Ctg、th-设计供回水温度，C般情况下，按每平方米建筑面积2-2.5 kg/h估算。
水蒸气的热力学性质和过程
程：
2
3
s
绝热效率（相对内效率）：
oi
wt,s wt , s
h1 h3 h1 h2
例 P1=5Mpa，t1=450C， P2=0.005Mpa， oi=0.9求x2，s2，wt，x2’，sg，wt’
h
p1
解：可逆过程1-2：
1 t1
p2
P1，t1
h1=3317kJ/kg，
s1=6.8204kJ/(kgK)
第六章 水蒸气旳热力性质和过程
第一节 概述 第二节 水旳定压汽化过程和
水蒸气旳p-v图及T-s图 第三节 水蒸气表 第四节 水蒸气旳h-s图 第五节 水蒸气旳基本热力过程
基本要求：
1。熟练掌握水蒸汽旳有关基本概念： （1）饱和水（饱和温度、饱和压力） （2）过冷度（过冷水）、过热度（过热蒸汽） （3）液体热、过热热、汽化潜热、干度、临界点 （4） 一点、两线、三区、五态 2。熟练掌握水蒸汽旳热力性质、水定压汽化过程和水蒸汽旳
2。基本原理： （1）水旳定压汽化过程(三个阶段：定压预热、定压汽化、定压过热） （2）水蒸汽旳P-V图、T-S图(一点、两线、三区、五态) （3）水蒸气表
a、饱和水（用’ 表达）和饱和水蒸汽表（用”表达）
b、未饱和水和过热水蒸气表(热力学能用 U=h-PV 来计算)
c、湿蒸汽用：Y x = X Y” + (1-X)Y’ 来计算
wt h1 h2 33172079 1238kJ / kg
h
p1 1 t1
p2 不可逆过程1-2’：
wt ' oi wt h1 h2' 1114kJ / kg
22 ‘
h2' h1 oi wt 33170.91238 2203kJ / kg
一般情况下水蒸气的温度-概述说明以及解释
一般情况下水蒸气的温度-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分内容：水蒸气是由水分子在一定的环境条件下从液态转变为气态的状态。
在自然界中，水蒸气是非常常见的一种气体形式，它存在于大气中，也存在于许多日常生活中的活动和现象中。
水蒸气的形成过程主要包括水分子在加热的情况下获得足够的能量，从而使其分子运动加快，克服表面张力和外界压强，逐渐脱离液态自由分子状态而转为气态。
这个过程可以发生在各种温度条件下，但一般来说，随着温度的升高，水蒸气的形成速度会增加。
水蒸气具有一系列特殊的性质。
首先，水蒸气在一定的温度和压力条件下与液态水达到动态平衡，这意味着在一定的温度下，水分子会以一定的速率从液态转变为气态，同时也会以相同的速率从气态转变为液态。
其次，水蒸气具有一定的热容量，即其在吸收和释放热量时的能力。
这也是为什么水蒸气能够在大气中传递热量的原因之一。
在一般情况下，水蒸气的温度取决于其环境的温度和压力。
在常见的大气环境中，水蒸气的温度通常与周围环境的温度相近或略高。
然而，在不同的环境条件下，例如高山地区或者高温环境中，水蒸气的温度可能会有所不同。
了解水蒸气在不同温度下的特点和性质对于我们理解和应用水蒸气至关重要。
在本文中，我们将探讨水蒸气的形成过程、其特点和性质以及其温度的变化规律。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构展开对水蒸气温度的探讨：1. 引言：在这一部分，我们将提供一个概述，介绍水蒸气的基本特性以及为什么研究水蒸气的温度变化是重要的。
2. 正文：这一部分将分为三个子章节，分别讨论水蒸气的形成、性质以及温度变化。
2.1 水蒸气的形成：我们将解释水蒸气是如何形成的，涉及水的蒸发和气态转变的过程，并讨论影响水蒸气形成的因素。
2.2 水蒸气的性质：在这一小节，我们将探讨水蒸气的一些基本性质，如密度、压力、容积等，以帮助读者更好地理解水蒸气的特性。
2.3 水蒸气的温度变化：在这一部分，我们将深入研究水蒸气的温度变化规律，从气体动力学的角度分析水蒸气的温度与环境条件的关系。
水和水蒸气的性质
单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容，简称比热。
比热是通过比较单位质量的某种物质温升1℃时吸收的热量，来表示各种物质的不同性质。
水的比热最大。
这就意味着，在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些。
水的这个特征对气候的影响很大。
在受太阳照射条件相同时，白天沿海地区比内陆地区温升慢，夜晚沿海地区温度降低也少。
所以一天之中，沿海地区温度变化小，内陆地区温度变化大。
在一年之中，夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷。
水比热大的特点，在生产、生活中也经常利用。
如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。
冬季也常用热水取暖水的比热容是4.2*103焦/千克·摄氏度,蒸气的比热容是2.1*103焦/千克·摄氏度汽化热是一个物质的物理性质。
其定义为：在标准大气压(101.325 kPa)下，使一摩尔物质在其沸点蒸发所需要的热量。
常用单位为千焦/摩尔（或称千焦耳/摩尔)，千焦/千克亦有使用。
其他仍在使用的单位包括Btu/lb（英制单位，Btu为British Thermal Unit，lb为磅）。
水的汽化热为40.8千焦/摩尔，相当于2260千焦/千克。
一般地：使水在其沸点蒸发所需要的热量五倍于把等量水从一摄氏度加热到一百摄氏度所需要的热量1千瓦时=3.6×106焦＝3600kj卡等于4.18焦耳,1千卡等于4.18千焦水和水蒸气的性质工业锅炉的介质是水和蒸汽，要了解锅炉的工作原理，须先认识水和水蒸气的基本性质。
一、水的性质纯水是无色、无味、透明的液体，由氢和氧两种元素化合而成，其化学分0。
子式为H21．水的“三态”水的形态随温度变化而变化，会呈现出液态(水)、气态(水蒸气)和固态(冰)，它们之间能够相互转化(图1—17)。
锅炉中的水蒸气是由锅水吸收燃料燃烧放出的热量形成的。
2．水的体积与温度的关系在大气压力下，温度为4℃时，水的体积最小，密度最大[1克／厘米2(g/cm2)]。
第三章-3-水蒸气
按饱和温度t排列的表(附录A-6a) 按饱和压力p排列的表(附录A-6b)
2）未饱和水和过热蒸汽表 附录A-7
饱和水和饱和水蒸气表（按温度排列）
t / oC T,K
p, MPa
v', m3/kg v, m3/kg
h', kJ/kg
h", kJ/kg
s', kJ/(kg K)
ps
汽
液
化
化
ts
饱和液体
放掉一些水，ts不变， p变。
t
ps
s
ps=1.01325bar
ts=100 ℃
青藏ps=0.6bar
ts=85.95 ℃
高压锅ps=1.6bar
ts=113.32 ℃
饱和状态 ps ts
（2）临界点
• 当温度超过一定值tC时，无论压力p多高也不能使气体液
v
0.0010002 0.0010078 0.0010171
8.119 9.052
h
0.0 167.5 251.1 2647.8 2724.4
s
0.0001 0.5721 0.8310 8.0205 8.2261
使用水和水蒸气热力性质表时注意：
• 先根据已知参数确定状态，以决定要使用的表。 • 查表时仍要用到线性插值法。
0.1 2258.2 99.63 0.0010434 1.6946 417.51 2675.7 1.3027 7.3608 1.0 2014.4 179.88 0.0011274 0.19430 762.6 2777.0 2.1382 6.5847 10 1315.8 310.96 0.0014526 0.01800 1408.6 2724.4 3.3616 5.6143
水蒸汽知识
上表数据只是近似值，对不同建筑结构，材料、朝向、漏风量和地理位置均有不同，纬度越高的地区，热耗指标越高。
4、如何确定循环水量？如何定蒸汽量、热量和面积的关系？答：对于热水供热系统，循环水流量由下式计算：G=[Q/c(tg-th)]×3600=0.86Q/(tg-th)式中：G - 计算水流量，kg/hQ - 热用户设计热负荷，Wc - 水的比热，c=4187J/ kgo℃tg﹑th－设计供回水温度，℃一般情况下，按每平方米建筑面积2~2.5 kg/h估算。
对汽动换热机组，由于供回水温差设计上按20℃计算，故水量常取2.5 kg/h。
采暖系统的蒸汽耗量可按下式计算：G=3.6Q/r ⊿h式中：G - 蒸汽设计流量，kg/hQ - 供热系统热负荷，Wr - 蒸汽的汽化潜热，KJ/ kg⊿h - 凝结水由饱和状态到排放时的焓差，KJ/ kg在青岛地区作采暖估算时，一般地可按每吨过热蒸汽供1.2万平方米建筑。
5、系统的流速如何选定？管径如何选定？答：蒸汽在管道内最大流速可按下表选取：单位：（m/s ）在选择主管路的管径时，应考虑到今后负荷的发展规划。
7、水系统的空气如何排除？存在什么危害？答：水系统的空气一般通过管道布置时作成一定的坡度，在最高点外设排气阀排出。
排气阀有手动和自动的两种，管道坡度顺向坡度为0.003，逆向坡度为0.005。
管道内的空气若不排出，会产生气塞，阻碍循环，影响供热。
另外还会对管路造成腐蚀。
空气进入汽动加热器会破坏工作状态，严重时造成事故。
8、系统的失水率和补水率如何定？失水原因通常为何？答：按照《城市热力网设计规范》规定：闭式热力网补水装置的流量，应为供热系统循环流量的2%，事故补水量应为供热循环流量的4%。
失水原因：管道及供热设施密封不严，系统漏水；系统检修放水；事故冒水；用户偷水；系统泄压等。
9、水系统的定压方式有几种？分别是如何实现定压的？系统的定压一般取多少？答：热水供热系统定压常见方式有：膨胀水箱定压、普通补水泵定压、气体定压罐定压、蒸汽定压、补水泵变频调速定压、稳定的自来水定压等多种补水定压方式。
水蒸汽的标准状态定义
水蒸汽的标准状态定义
水蒸汽是水在气态下的形式，它是水分子在高温下脱离液体形成的气体。
水蒸
汽具有一系列特性和性质，其中标准状态定义了水蒸汽的基本条件和特征。
标准状态是指在特定的压力、温度和密度下，物质的状态和性质。
对于水蒸汽
的标准状态定义，国际上通常使用常用大气压和常温作为基准。
根据国际标准，水蒸汽的标准状态被定义为在正常大气压力下，即101.325千帕（或1个大气压力），和常温下，即摄氏0度（或273.15开尔文），水蒸汽的状态和性质。
在标准状态下，水蒸汽具有以下特性和性质：
1. 温度：水蒸汽的温度在标准状态下为摄氏0度（或273.15开尔文）。
这是指水蒸汽与液态水共存的温度，也是液态水从固体状态融化成液体状态的温度。
2. 压力：水蒸汽的压力在标准状态下为101.325千帕（或1个大气压力）。
这
是指水蒸汽的压力与大气压力相等，即在一个大气的作用下。
3. 密度：水蒸汽的密度在标准状态下相对较小。
由于水蒸汽是气体状态，所以
其密度较低，比液态水小得多。
密度是指单位体积内所包含的物质质量，而水蒸汽的密度通常以克/立方厘米或千克/立方米来表示。
总之，水蒸汽的标准状态定义了水蒸汽在特定温度、压力和密度下的状态和性质。
这一定义提供了一个共同的基准，使得不同地区和国家在讨论水蒸汽相关问题时能够有一个统一的参考。
了解水蒸汽的标准状态有助于我们更好地理解和应用水蒸汽在日常生活和工业生产中的重要性。
饱和水蒸汽的物理性质研究
饱和水蒸汽的物理性质研究饱和水蒸汽的物理性质是指当水蒸气和液态水处于平衡状态时，其对应的温度和压力分别为饱和温度和饱和压力。
在这种状态下，水蒸汽和液态水之间的相变过程达到了动态平衡，此时水蒸汽的物理性质也会受到影响。
饱和水蒸汽的压力随温度增加而增加，这可以通过饱和蒸气压力公式计算得出。
其中，温度对于压力的影响，主要是由于温度升高会使水分子越来越活跃，从而更容易从液态状态蒸发成为水蒸气，最终导致饱和压力的增加。
而饱和水蒸汽的密度、比热容等物理性质则会随着温度的升高而发生变化。
例如，随着温度升高，水蒸气分子之间的平均距离会逐渐增大，因此其密度也会随之减小；同时，由于分子距离的增大使得水蒸气分子之间的相互作用力减小，因此其比热容也会相应地减小。
此外，由于饱和水蒸汽与液态水之间的相变过程是一个一级相变，因此其物理性质也会表现出一些特殊的性质。
例如，在相变过程中，饱和水蒸气与液态水的比热容存在一个显著的跃变，而且在相变点处饱和水蒸汽和液态水的密度将完全相等。
最近，随着技术的不断发展，人们对饱和水蒸汽的这些物理性质也有着越来越深入的研究。
例如，一些科学家利用原子分子束散射技术等高精度实验手段，对饱和水蒸汽的分子结构、内能等进行了详细的研究；同时，一些研究人员还通过分子动力学模拟等理论手段，对饱和水蒸汽的宏观物理性质进行了深入的探讨。
这些研究不仅有助于深入理解饱和水蒸汽的物理本质，而且能够为相关领域的应用开发和技术改进提供重要的理论基础。
总的来说，饱和水蒸汽的物理性质是物理学和化学学等领域研究的重要内容之一。
通过对其研究，我们可以深入了解水蒸气和液态水之间的相互作用规律，同时也可以发现其在实际应用中的一些重要特性，为相关领域的发展和进步提供重要支持。
第06章 水蒸气性质
1
主要内容
水蒸气热力性质 水蒸气产生过程 水蒸气热力性质图表 水蒸气热力过程
2
6-1 水蒸气的饱和状态
汽化 – 液体转变为汽体的过程 液化 – 蒸汽或气体转变为液体的过程 蒸发 – 液体表面在任何温度进行的缓慢汽过程
饱和状态是汽化和液化达到动态平衡共存的状态 液化的微观机制 汽化的微观机制（动画） 动画）
19
6-2 水蒸气的产生过程
水的汽化潜热可由实验测定。 水的汽化潜热可由实验测定。压力愈 高，汽化潜热愈小，而当压力达到临界 压力时，汽化潜热变为零（见图6 压力时，汽化潜热变为零（见图6-4） 表6-2不同压力下水的汽化潜热
压力 p/MPa
0.01 0.1 1 5 10 20 585.9 22.064=pc 0
18
6-2 水蒸气的产生过程
2、饱和水变为饱和水蒸汽的定压汽化过程 使1kg饱和水在一定压力下完全变为相同 kg饱和水在一定压力下完全变为相同 温度的饱和水蒸气所需加入的热量称为水 的汽化潜热，用符号r表示。 的汽化潜热，用符号r表示。在温熵图上汽 化 潜热则相应于水平线段下的矩形面积：
（6-6）
33
6-3 水蒸气图表
水蒸气热力性质图结构特征口诀
- “一点连双线三区五态含”： 一点连双线三区五态含” 一点 – 临界点 双线 – 饱和水线、饱和水蒸气线 三区 – 未饱和水区、饱和蒸汽（湿蒸汽、两相）区、
过热水蒸气区
五态 – 未饱和水态、饱和水态、湿蒸汽态、饱和水蒸
汽态、过热水蒸气态
34
6-3 水蒸气图表
2、水蒸气热力性质表 “饱和水与饱和水蒸气性质表” 饱和水与饱和水蒸气性质表” “未饱和水与过热水蒸气性质表” 未饱和水与过热水蒸气性质表”
水和水蒸气性质
精馏是蒸馏的一种高级形式，用于处理复杂的混合物。通过多次加热和冷凝， 将混合物中的不同成分逐一分离出来，得到高纯度的产品。在石油化工、制药 和食品工业中广泛应用。
04
水和蒸汽对环境的影响
水资源保护
节约用水
合理利用水资源，减少浪费，提高水的利用效率。
保护水源
保护水源地，防止污染和破坏，保证水质的清洁和安全。
表面张力
水具有表面张力，使得水滴能呈球形，并能形成各种水膜。
化学性质
氧化还原性
在特定条件下，水可以参与氧化还原反应，例如 在电解时水分子被分解为氧气和氢气。
配合性
水可以与许多物质形成配合物，如水合离子。
酸碱性质
水具有一定的酸碱性质，可以电离出微量的氢离 子和氢氧根离子。
水在自然界中的存在和循环
Hale Waihona Puke 01公众参与在水资源管理中，应积极倡导公众参与，提高公众的水资源保护意识。通过宣传 教育、举办活动等方式，增强公众对水资源的认识和重视程度，形成全社会共同 保护水资源的良好氛围。
THANKS
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减排措施
对于已经产生的污染物，应采取有效的减排措施，减少对环 境的污染。例如，推广清洁能源、实施废弃物分类和资源化 利用、加强环境监测和治理等措施，降低污染物排放量，保 护环境健康。
可持续水资源管理
水资源综合管理
在水资源管理方面，应采取综合性的措施，包括合理规划水资源、加强水资源保 护、促进水资源循环利用等。通过这些措施，实现水资源的可持续利用，保障人 类生产和生活的正常进行。
02
03
淡水分布
地球上的淡水资源有限， 主要存在于冰川、湖泊和 河流中。
水循环
通过蒸发、降水、渗透等 过程，水在地球的水循环 系统中不断循环。
水蒸气(热力学)
sx (1 x) s xs s x( s s) s x r T
u x hx pv x
注意单位
u可通过 uhpv求得
表中未列出的参数用线性插值法求得
工程上将水基准点的 焓视为零已足够精确
水蒸气的表和图
按温度排列（附表5） 饱和水与饱和蒸汽表 按压力排列（附表6）
参数右上角加“”表示饱和液 体参数，加“”表示饱和蒸汽 参数
未饱和水与过热蒸汽表（附表7）
湿蒸汽参数的确定:
注意粗黑线
p p s ， t ts
vx (1 x)v xv v x(v v)
3. 了解水蒸气图表的结构，能够熟练利用水蒸气图表查出水蒸气 状态参数。
4. 掌握水蒸气基本热力过程的特点和热量、功量、热力学能的计 算。
气体 气态工质
远离液态，一般可作为理想气体处 理，如空气、燃气。 刚脱离或接近液态，一般不能作为 理想气体处理，如水蒸气、制冷剂 蒸气等 。
蒸汽
水蒸气具有良好的热力性质，来源丰富，易于 获得，比热容大，传热性能好，且无毒无味、无污 染，在热力工程中的使用极为广泛。
单元三 水蒸气的热力性质
知识点
实际气体的水蒸气的形成过程 状态参数的确定方法
内容提纲
课题一 水蒸气 课题二 蒸汽的流动
复习思考题
水蒸气在基本热力过程中的能量转换规律
蒸汽的流动规律
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。
供热基础知识问答
供热基础知识问答1、水和水蒸汽有哪些基本性质？答：水和水蒸汽的基本物理性质有：比重、比容、汽化潜热、比热、粘度、温度、压力、焓、熵等。
水的比重约等于1（t/m3、kg/dm3、g/cm3）蒸汽比容是比重的倒数，由压力与温度所决定。
水的汽化潜热是指在一定压力或温度的饱和状态下，水转变成蒸汽所吸收的热量，或者蒸汽转化成水所放出的热量，单位是：KJ/Kg。
水的比热是指单位质量的水每升高1℃所吸收的热量，单位是KJ/Kg•℃，通常取4.18KJ。
水蒸汽的比热概念与水相同,但不是常数，与温度、压力有关。
2、热水锅炉的出力如何表达？答：热水锅炉的出力有三种表达方式，即大卡/小时（Kcal/h）、吨/小时(t/h)、兆瓦（MW）。
（1）大卡/小时是公制单位中的表达方式，它表示热水锅炉每小时供出的热量。
（2）"吨"或"蒸吨"是借用蒸汽锅炉的通俗说法，它表示热水锅炉每小时供出的热量相当于把一定质量（通常以吨表示）的水从20℃加热并全部汽化成蒸汽所吸收的热量。
（3）兆瓦(MW)是国际单位制中功率的单位，基本单位为W （1MW=106W）。
正式文件中应采用这种表达方式。
三种表达方式换算关系如下：60万大卡/小时（60×104Kcal/h）≈1蒸吨/小时〔1t/h〕≈0.7MW3、什么是热耗指标？如何规定？答：一般称单位建筑面积的耗热量为热耗指标，简称热指标，单位w/m2,一般用qn表示，指每平方米供暖面积所需消耗的热量。
4、水系统的空气如何排除？存在什么危害？答：水系统的空气一般通过管道布置时作成一定的坡度，在最高点外设排气阀排出。
排气阀有手动和自动的两种，管道坡度顺向坡度为0.003，逆向坡度为0.005。
管道内的空气若不排出，会产生气塞，阻碍循环，影响供热。
另外还会对管路造成腐蚀。
空气进入汽动加热器会破坏工作状态，严重时造成事故。
5、系统的失水率和补水率如何定？失水原因通常为何？答：按照《城市热力网设计规范》规定：闭式热力网补水装置的流量，应为供热系统循环流量的2%，事故补水量应为供热循环流量的4%。
供热基础知识
供热基础知识1、水和水蒸汽有哪些基本性质?答：水和水蒸汽的基本物理性质有：比重、比容、汽化潜热、比热、粘度、温度、压力、焓、熵等。
水的比重约等于1(t/m3、kg/dm3、g/cm3)蒸汽比容是比重的倒数，由压力与温度所决定。
水的汽化潜热是指在一定压力或温度的饱和状态下，水转变成蒸汽所吸收的热量，或者蒸汽转化成水所放出的热量，单位是：KJ/Kg。
水的比热是指单位质量的水每升高1℃所吸收的热量，单位是KJ/ Kg·℃，通常取4.18KJ。
水蒸汽的比热概念与水相同,但不是常数，与温度、压力有关。
2、热水锅炉的出力如何表达?答：热水锅炉的出力有三种表达方式，即大卡/小时(Kcal/h)、吨/小时(t/h)、兆瓦(MW)。
(1)大卡/小时是公制单位中的表达方式，它表示热水锅炉每小时供出的热量。
(2)"吨"或"蒸吨"是借用蒸汽锅炉的通俗说法，它表示热水锅炉每小时供出的热量相当于把一定质量(通常以吨表示)的水从20℃加热并全部汽化成蒸汽所吸收的热量。
(3)兆瓦(MW)是国际单位制中功率的单位，基本单位为W (1MW=106W)。
正式文件中应采用这种表达方式。
三种表达方式换算关系如下：60万大卡/小时(60×104Kcal/h)≈1蒸吨/小时〔1t/h〕≈0.7MW3、什么是热耗指标?如何规定?答：一般称单位建筑面积的耗热量为热耗指标，简称热指标，单位w/m2,一般用qn表示，指每平方米供暖面积所需消耗的热量。
黄河流域各种建筑物采暖热指标可参照表建筑物类型非节能型建筑节能型建筑居住区56~64 38~48学校或60~80 50~70页脚内容1办公场所60~80 55~70旅馆60~70 50~60食堂餐厅115~140 100~130上表数据只是近似值，对不同建筑结构，材料、朝向、漏风量和地理位置均有不同，纬度越高的地区，热耗指标越高。
4、如何确定循环水量?如何定蒸汽量、热量和面积的关系?答：对于热水供热系统，循环水流量由下式计算：G=[Q/c(tg-th)]×3600=0.86Q/(tg-th)式中：G - 计算水流量，kg/hQ - 热用户设计热负荷，Wc - 水的比热，c=4187J/ kgo℃tg﹑th-设计供回水温度，℃一般情况下，按每平方米建筑面积2~2.5 kg/h估算。
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第三章水蒸汽的基本性质
一、选择题
1．物质由液态变为气态的过程称为（）
A 汽化；
B 沸腾；
C 液化；D凝结
2．物质由气态变为液态过程的称为（）
A 蒸发；
B 凝结；
C 汽化；
D 沸腾；
3．水沸腾时汽体和液体同时存在，汽体和液体的温度（）
A 不相等；
B 液体温度低；
C 汽体温度低；D相等；
4．液体蒸发时的温度（）、
A 必须是沸点；
B 必须是饱和温度；
C 可以是任意温度；D是
饱和温度；
5．定压下，湿蒸汽变为干蒸汽的过程中，其温度（）
A 降低；B不变； C 升高；D可能升高也可能降低；
6．水沸点随压力的升高而（）
A 升高；B不变；C 降低；D可能升高也可能降低；
7．在湿蒸汽中，干饱和蒸汽的质量百分数称为（）
A 湿度；
B 干度；C过热度；D密度；
8．在定压下对饱和水继续加热，直至变成干饱和蒸汽，该过程的温度（）
A 升高；B下降；C 不变；D不变或升高；
9．干饱和蒸汽的比体积随着压力的升高而（）
A 增大；B减小；C不变化；D变化很小；
10．已知工质的压力p和温度t，当p低于已知温度下的饱和压力时，工质所处的状态为（）
A 未饱和水；B饱和水；C 干饱和蒸汽；D过热蒸汽；
11．已知蒸汽的压力p和温度t，当t低于已知压力下的饱和温度时，工质所处的状态是（）
A 未饱和水；B饱和水；C 湿饱和蒸汽；D过热蒸汽；
12．水蒸气焓熵图上的湿蒸汽区，定压线与定温线的关系为（）
A 平行；
B 重合；
C 垂直；D相交；
13．随着锅炉压力的提高，锅炉内吸热是（）
A 预热热比例增大，汽化热的比例减小；
B 预热热比例减小，汽化热的比例增大；
C 预热热、汽化热的比例保持不变；
D 预热热、汽化热的比例不确定
14．水蒸汽的临界参数为（）
A P cr=22.129MPa，T cr=274.15℃
B P cr=22.115MPa，T cr=374.12℃
C P cr=224MPa，T cr=274.15℃
D P cr=224MPa，T cr=374.15℃15．水的汽化热随着压力的升高( )
A 与压力变化无关；
B 不变；C增大；D减小
16．过热蒸汽的形成经过（）五种状态。
A 饱和水、未饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽；
B 未饱和水、饱和水、、干饱和蒸汽、湿饱和蒸汽、过热蒸汽；
C 未饱和水、湿饱和蒸汽、饱和水、干饱和蒸汽、过热蒸汽；
D 未饱和水、饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽；17．压力一定，对液体加热，在沸腾过程中，液体温度将（）
A 上升；B下降；C保持不变；D不确定；
18．（）越高，过热蒸汽离饱和状态越远。
A温度；B湿度；C过热度；D 干度；
19．若工质在某一热力过程中吸收的热量等于其焓值的增量，则该过程为（）过程，
A 定温；B绝热；C定压；D定容；
20．工质在有摩擦的绝热流动过程中，其熵是（）
A 增大的；B减小的；C不变化；D不确定；
21．蒸汽通过缩放喷管时，其质量流量（）
A 入口截面最大，喉部次之，出口截面最小；≥
B 在任何一截面均相等；
C 入口截面最小，喉部次之，出口截面最大；
D 入口截面最大，喉部最小，出口截面次之；
22．工质流过喷管时，入口压力保持恒定，则通过喷管的蒸汽流量（）A 随背压降低一直增大；B随背压降低一直减小；C 随背压降低而增大至一定值后保持不变；D与背压无关；
23．蒸汽在喷管中流动时，蒸汽参数变化规律为（）
A 温度降低，压力降低，比体积降低；
B 温度降低，压力降低，比体积增加；
C温度增加，压力降低，比体积增加；
D 温度增加，压力增加，比体积降低
24．在缩放喷管的喉部，工质达到临界流动状态，在其渐扩部分，工质（）
A 压力下降，流速升高；
B 压力上升，流速降低；C压力不变，流速升高；
D压力下降，流速降低；
25．要使喷管出口蒸汽流速高于临界流速，应使用（）
A 渐缩喷管B缩放喷管；C渐扩喷管D任意喷管都可以
26．水蒸汽经绝热节流后，（）
A 压力降低，温度降低，熵增加；
B 压力降低，温度不变，熵增加；
C 压力升高，温度升高，熵减小；D压力升高，温度降低，熵减小；27．当p b≥Pcr时，选用（）
A 渐缩喷管；B缩放喷管；C渐扩喷管；D任意喷管都可以28．当p b＜Pcr时，选用（）
A 渐缩喷管；B缩放喷管；C渐扩喷管；D任意喷管都可以；29．当工质的焓值相同时，熵值较大的蒸汽做功能力（）
A 高；
B 低；
C 不变；D不确定；
30．有摩擦的绝热流动是一个（）
A 熵减过程；B熵增过程；C过程中熵不变化；D过程中熵的变化不确定；
二．判断题
1．一定压力下，蒸汽的凝结温度与液体的沸点相等。
（）
2．在液体表面进行的汽化过程叫蒸发。
液体的温度越高蒸发速度越快。
（）
3．液体蒸发时所需的能量可以由外界加热供给，也可以依靠消耗自身的内能。
（）
4．沸腾只出现在对水加热的情况下。
（）
5．只有当液体的温度升高到一定值时，才能发生汽化过程。
（）6．当外界不对液体加热，液体依靠消耗自身内能来蒸发时，液体的温度回因蒸发而下降。
（）
7．容器内的水达到饱和状态时，水和蒸汽的温度是不相等的，其中水的温度低，蒸汽的温度高。
（）
8．水蒸汽的饱和温度与饱和压力成一一对应关系、饱和温度随饱和压力的升高而降低。
（）
9．在液体内部和表面同时进行的汽化过程，称为沸腾。
（）
10．对饱和水定压加热使其变成干饱和蒸汽的过程中，吸收汽化热，但水的温度不发生变化的原因之一是汽化热用来克服外力使体积膨胀对外做膨胀功。
（）
11．汽化和凝结互为反过程。
（）
12．对容积中的水定压加热，当水与蒸汽处于动态平衡时，此时蒸汽为过热蒸汽。
（）
13．水蒸汽可以按理想气体来处理。
（）
14．同种液体，沸点随压力的升高而增大。
（）
15．饱和水的湿度为零。
（）
16．过热蒸汽的过热度越高，说明越远离饱和状态。
（）
17．液体受热蒸发时，在吸热量相同的情况下，液面上的压力越高，液体蒸发的速度越快。
（）
18．干度是湿蒸汽的一个状态参数，它表示湿蒸汽的干燥程度。
（）19．干饱和蒸汽的干度为1。
（）
20．在焓熵图中每一条等温线上的温度都相等，等温线从上到下温度值由低到高。
（）
21．在水蒸汽焓熵图中的湿蒸汽区内等压线即为等温线（）。
22．在一定压力下，液体被加热到一定温度才会发生沸腾。
（）23．锅炉运行时，若汽包压力突然下降，饱和温度降低，汽水混合物体积膨胀，水位上升，形成虚假水位。
（）
24．过热蒸汽的过热度一定等于过热蒸汽的温度减去100℃。
（）25．喷管是用来降压增速的短管。
（）
26．蒸汽流经喷管时，沿流动方向，压力降得越低，蒸汽的流速增加得就越快（）。
27．蒸汽在喷管内流动时，其压力的变化方向与流速的变化方向相同。
（）
28．节流前后工质的焓值不变，因而节流过程是一个等焓过程。
（）29．蒸汽在流道中有节流时和没有节流时绝热膨胀到同一压力值，有节流时的绝热焓降减小。
（）
30．压力降低时，由于对应的饱和温度降低，使得部分水蒸发，引起锅炉水体积收缩。
（）
三．问答题
1．饱和状态的特点是什么？
2．水在沸腾时有何特点？
3．在汽化阶段，水吸收汽化热而水的温度不发生变化，其原因是什么？
4．在火力发电厂中，为什么把给水泵安装在比z氧器低几十米的位置？
5．水蒸汽T--s图中一点、二线、三区的含义分别是什么？
6．什么是干度？什么是湿度？
7．为何超临界压力的锅炉没有汽包？
8．什么是喷管？什么是扩压管？
9．工程中常用的喷管有哪几种？各有什么特点？
10．什么叫绝热节流？
四计算题
1．100kg水蒸汽，压力为105Pa，此时的饱和温度t S=99.63℃。
当压力不变时，若温度变为160℃，处于何种状态？若测得100kg水蒸汽中含蒸汽35kg，含水65kg，又处于何种状态？此时的温度是多少？
2．已知p=2MPa，t=300℃，利用水蒸汽表判断其状态，并确定其h.
3．水蒸汽由压力p1=13.5MPa，温度t1=550℃，定熵膨胀到p2=0.005MPa，利用h--s图求过程的热量和技术功。
4．已知蒸汽在喷管中的理想焓降为49.8kJ/kg，蒸汽进入喷管时的初速度C1=40m/s，求喷管出口蒸汽的理想速度为多少？
5．汽轮机某级的理想焓降为64.3 kJ/kg，喷管的速度系数φ=0.96，求喷管出口理想速度C2和出口实际速度C2’。
6．主蒸汽管道中，蒸汽流量为300t/h，蒸汽的参数p1=8.83MPa，t1=535℃，蒸汽的流速为120m/s，求管道直径。
五．论述题
1．定压下水蒸汽的形成过程分为哪三个阶段？每个阶段所吸收的热量分别叫什么热量？
2．高压、超高压锅炉中，为什么采用屏式过热器？
3为什么不能说节流过程是个定焓过程？
4．节流前后蒸汽的状态参数如何变化？节流在热力学工程中有哪些应用？。