水蒸气的形成过程40页PPT

第五章 水蒸气
5.1 水蒸气的产生过程 5.2 水蒸气的状态参数 5.3 水蒸气的基本热力过程
5.1 水蒸气的产生过程
一Leabharlann Baidu汽化与凝结
汽化 物质由液态转变为汽态的过程。
汽化方式 蒸发：汽化过程在液体表面发生。 沸腾：汽化过程在液体表面及内部同时发生.
5.1 水蒸气的产生过程
凝结：物质由汽态转变为液态的过程。凝结的速度 取决于空间蒸汽的压力。
p const .
t ts v v
t ts v v v
t ts v v
s s
s s s
s s
h h
h h h
h h
这个阶段所需的热量称为汽化潜热 g
5.1 水蒸气的产生过程
干度x：
湿蒸汽中饱和蒸汽所占的质量百分比。
x mg mf mg
5.1 水蒸气的产生过程
过热阶段
干饱和蒸汽
过热蒸汽
p const .
p const .
t ts v v
t ts v v
s s
s s
h h
h h
这个阶段所需的热量称为过热热 qsup。t-ts称为过热度
5.1 水蒸气的产生过程
二. 水蒸汽定压生成过程中热量的计算
水的定压预热阶段 T
液体热 ql h'h0 kJ/kg
结论：一定的饱和温度对应于一定的饱和压 力，反之也成立，即两者间存在单值关系。
ps fts
5.1 水蒸气的产生过程
水的定压加热过程
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
水的预热阶段
饱和水的汽化阶段
过热阶段
水蒸汽的定压生成过程
5.1 水蒸气的产生过程
预热阶段 状态及状态参数：
未饱和水（过冷水）
饱和水
p const .
p const .
t ts v v
t ts v v
s s h h
s s h h
这个阶段所需的热量称为液体热 ql
5.1 水蒸气的产生过程
汽化阶段
湿饱和蒸汽：饱和水与饱 和蒸汽混合物
饱和水
湿(饱和)蒸汽
干饱和蒸汽
p const .
p const .
5.2 水蒸汽的状态参数
三. 温度为t、压力为P的未饱和水
T
q 273.16 c p dT
h h0' q
s
T q
T 273.16
T 273.16
cp
dT T
饱和水状态： ql h' s'
5.2 水蒸汽的状态参数
四. 压力为P的干饱和蒸汽
T s ( s " s ') h " h ' ( u " u ') p ( v " v ')
T dT c Ts p T
5.2 水蒸汽的状态参数
7－4 水蒸汽表和图
水与水蒸汽的状态参数p、v、t、h、s均可从水
蒸汽图表中查到，图表中没有的参数，可根据 参数间的一般关系计算得到，如u 按 u=h-pv 计算。
热力学性质表很简单，它是把热力学性质以一一对 应的表格形式表示出来，其特点表现在：对确定点 数据准确，但对非确定点需要内插计算，一般用直 线内插。
五. 压力为p的湿饱和蒸汽
vx xv"(1 x)v' xv"
hx xh"(1 x)h' h'x
sx
xs"(1
x)s'
s'x
Ts
5.2 水蒸汽的状态参数
六. 压力为P的过热蒸汽
过热度：t – ts
T
qsup Ts c pdT
h h"qsup
s
c TS
273.16 p
dT T
Ts
5.2 水蒸汽的状态参数
已知p（或t）及某一比参数y（v或s或h）,判
断水或蒸汽所处的状态 查饱和表得已知压力（或
温度）下的y’、y”：
y y 未饱和水 y y y 湿蒸气（算出干x）度 y y 过热蒸气
在湿蒸汽区干度及其它参数的的计算：
5.2 水蒸汽的状态参数
u0 0kJ/kg s0 0kJ/(kgK) v0 0.001000m231/kg h0 u0 p0v0 0kJ/kg
二. 温度为0.01oC、压力为P的过冷水
忽略水的压缩性，即比体积v不变，又温度不变，则:
uo=u0’=0, w=0 q=0 so=so’=0, h0= uo+p0 v0=0
2
饱和水的定压汽化过程
Ts
1'
1x
1"
1
ql
r
q su
汽化潜热 rh"h' kJ/kg
s'
s" s
rTss"s' kJ/kg
5.1 水蒸气的产生过程
水蒸汽的定压过热过程
过热
qsuh2h" kJ/kg
1kg水从1状态被加热到2状态所吸收的热量:
q q l' r q s u ( h ' h 0 ) ( h " h ') ( h 2 h " ) h 2 h 0
5.1 水蒸气的产生过程
三. 水蒸汽的p-v图和T-s图
p
C
Ⅰ
20 2 ' 2 x
Tc 2"
T
Ⅲ
Ⅱ
10 1 '
1x
1"
x
T
pc
C
Tc
Ⅰ
Ⅲ
2'
2x 2"
Ⅱ
1'
1x
1"
20
10 x
v
s
水蒸汽的p-v图和T-s图
5.2 水蒸汽的状态参数
一.水与水蒸汽表
水及水蒸汽的参数计算中不必求其绝对值， 仅求其增量或减少量，故可规定一任意起点。国 际水蒸汽会议规定，水的三相点即273.16K的液 相水作为基准点，规定其热力学能及熵为0，即 对于t0=ttp=273K、p0=ptp=611.7Pa的饱和水有：
5.2 水蒸汽的状态参数
内插法介绍
y
y2 ya
1
y1
x1
2
h ya y2 y1
xa
x2 x
已知 x1,y1,x2,y2,xa
求 ya ?
由图可看出ya y1 h
两三角形相似，对应边成比例。
有
y2 y1 h x2 x1 xa x1
整理得
hy2
y1
xa x2
x1 x1
所以
ya y1y2y1xxa2xx11
5.2 水蒸汽的状态参数
已知（p,t）,判断水或蒸汽所处的状态
查饱和表得已知压力（或温度）下的饱和温度ts(p)
（或饱和压力ps(t) ）：
t ts(p) 未饱和水 t ts(p) 饱和状态或湿蒸出气干（x度 ） 给 t ts(p) 过热蒸气
在湿蒸汽区，p、t不是两个独立的变量，因 此不能由p、t确定状态点。
饱和状态：
液体分子脱离其表面的 汽化速度
＝
汽体分子回到液体中 的凝结速度
这时液体与蒸汽处于动态 平衡状态，称为饱和状态
饱和液体 饱和蒸汽
5.1 水蒸气的产生过程
饱和温度和饱和压力： 处于饱和状态的汽、液温度相同，称为饱 和温度ts，蒸汽的压力称为饱和压力ps ts上升， ps上升； ps上升， ts上升。