水蒸气相变及定压产生过程

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三、水与水蒸气的相变方法
1)水变为蒸汽有两种方法： dp=0，t ；dt=0,p 。
2）蒸汽变为水的两种方法： dp=0，t ；dt=0,p 。
电厂的举例：给水泵、凝结水泵以及锅炉汽包。
水蒸气相变及定压产生过程
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第二节 水蒸气的定压产生过程
水蒸气相变及定压产生过程
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水的定压加热过程：
p
p
p
t<ts
T = 273.16 K, u = 0 kJ/kg， s = 0 kJ/(kg·K)
h u p v 0 . 0 0 0 6 1 k J / k g 0 k J / k g
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，
v h x x x x v h 1 1 x x v h v h x x v h v h 注单位意
tcr 373.99℃
vcr
0.003106 m3/kg
临界点 饱和蒸汽线 饱和水线
水蒸气相变及定压产生过程
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水在临界压力或高于临界压力下定压加热 到临界温度时，不存在汽液分界线和汽液共存 的汽化过程，再加热就直接成为过热蒸汽。
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。
于气流流动，加速水的降温。
水蒸气相变及定压产生过程
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二、液化
1)定义：物质从气态转变为液态的过程叫做液化，也 可称为凝结。
结论:液化是放热过程。反之，汽化是吸热过程。
液化放热实例： （1）被100℃的水蒸气烫伤比100℃的开水烫伤往 往要严重得多——水蒸气液化时要放出大量的热； （2）冬天手上哈气——口腔中的水蒸气液化放 热让手变暖。 （3）用水壶烧水时壶口上的白气——水蒸气液 化成的小水滴
过程(如锅炉中水蒸气的产生与冷凝器中水蒸
气的凝结)和绝热过程(蒸汽机或汽轮机中水蒸
气的膨胀作功过程) 。
水蒸气相变及定压产生过程
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e.g.：P111 5-1，5-4
作业：P126 5-1，5-4
水蒸气相变及定压产生过程
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5-4 湿空气的性质
湿空气：含有水蒸气的空气。
干空气：完全不含水蒸气的空气。
(3) 根据热力学基本定律，结合过程的特点，计
算过程中工质与外界交换的功量与热量。
水蒸气相变及定压产生过程
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定容过程：
w0
wt v( p1 p2 )
q u2 u1 (h2 h1) ( p2 p1)v
水蒸气相变及定压产生过程
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定温过程：
w q u T (s2 s1) (h2 h1) ( p2v 2 p1v1)
ts
vx
v0
v'
p
ts v''
p t>ts
ts v
a
b
c
d
e
未饱和水 饱和水 湿饱和蒸气 干饱和蒸气 过热蒸气
预热阶段
汽化阶段
过热阶段
(v,h, s)
(v,h,s)
水蒸气相变及定压产生过程
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水的定压加热过程：
p
p
p
t<ts
ts
vx
v0
v'
p
ts v''
p t>ts
ts v
a
b
c
d
e
未饱和水 饱和水 湿饱和蒸气 干饱和蒸气 过热蒸气
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。
Байду номын сангаас
水蒸气相变及定压产生过程
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水蒸气相变及定压产生过程
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未饱和水与过热蒸气表（附录表7）
水蒸气相变及定压产生过程
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国际规定，蒸汽表取三相点（即固、液、汽三 相共存状态）液相水的热力学能和熵为零。
即： p = 611.7 Pa，v = 0.00100021 m3/kg,
第五章 水蒸气与湿空气
水蒸气相变及定压产生过程
1
一、气化
气化
蒸发：通过液体表面进行的气化现象，可以在任 何温度下进行。
沸腾：在液体的内部和表面同时发生的剧烈汽 化现象。
水蒸气相变及定压产生过程
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冷却塔的原理：需冷却的水在水塔顶部通过管道向下
喷洒，另外水塔壁有吹风机，吹风机把空气吹入，而
顶部有一个很大的抽风机，把空气抽出塔顶，从而利
在干燥、空气调节以及精密仪表和电绝缘的防潮 等对空气中的水蒸气特殊敏感的领域，则必须考虑 空气中水蒸气的影响。
湿空气中水蒸气的分压力很低，可视水蒸气为理 想气体。一般情况下，湿空气可以看作理想混合气 体。根据道尔顿定律，湿空气的总压力等于水蒸气 的分压力与干空气的分压力之和：
p pv pa
水蒸气相变及定压产生过程
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1. 未饱和湿空气与饱和湿空气
未饱和湿空气：湿空气中的水蒸气未饱和，处于 过热状态，湿空气还能吸收水份。
pv ps T 定温吸湿过程1－3
饱和湿空气：
湿空气中的水蒸气已饱和， 不能再吸收水份。
pv ps T
水蒸气相变及定压产生过程
wt q h T (s2 s1) (h2 h1)
2
q 1 Tds T (s2 s1)
水蒸气相变及定压产生过程
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定压过程：
w p(v2 v1) wt 0 qh2 h1
水蒸气相变及定压产生过程
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定熵过程：
w u1 u2
wt h1 h2 q0
在热工计算中，遇到最多的是水蒸气的定压
水蒸气相变及定压产生过程
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三、饱和状态
饱和状态：汽液两相的分子数保持一定的数量而处于 动态平衡状态。
饱和状态：
饱和蒸汽：饱和状态下的蒸汽；
饱和水： 饱和状态下的水。
饱和蒸气
p ts
饱和压力ps、 饱和温度ts：
饱和液体
ps f (ts)
水蒸气：ps＝0.101325 MPa，ts=100 ºC
水蒸气相变及定压产生过程
(v,h, s)
(v,h,s) 过热度
汽化潜热 rhh J/kg
t ts
湿饱和蒸气（湿蒸气）的干度x
x mv mw mv
mv-湿蒸气中干饱和蒸气的质量 m水w蒸-气湿相变蒸及定压气产生中过程饱和水的质量 9
水的定压加热过程在p-v图和T-s图上的表示：
临界状态
水的临界状态
pcr 22.064M Pa
s x x s 1 水蒸 气相x 变及s 定压 产生s 过程 xs s 14
5-3 水蒸气的基本热力过程
分析目的： 了解过程中水蒸气的状态变化规律，确定过 程中水蒸气与外界的能量交换。
分析步骤：
(1) 根据给定条件，在水蒸气表中查出初态的其 它参数值;
(2) 根据初态和过程特点以及终态的一个参数值， 确定终态的其它参数值;