3-水蒸气的热力性质解析

饱和水和饱和水蒸气表（按温度排列）
h" s '/ kJ / s "/ kJ / t / C T / K p / MPa v ' / m / kg m 3 / kg kJ / kg kJ / kg (kg K) (kg K) 0.01 273.16 0.0006110.00100022 206.1750.000614 2501.0 0.0000 9.1562
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
热工基础3——水蒸气的热力性 质
水和水蒸气是实际气体的代表
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
是其它实际气体的代表
水蒸气的基本概念#
汽化：物质由液态变为气态的过程；有蒸发和沸腾两种方式。
在液体的自由表面上进行的恶汽化过程称为蒸发。在液体内 部和表面同时发生的急剧的汽化现象称为沸腾。沸腾只发生 在相应压力所对应的饱和温度，这一温度称为沸点。 液化或凝结：物质由气态变为液态的过程； 饱和状态（两相动平衡状态）、饱和温度、饱和压力（相应 的蒸气压力）、饱和蒸汽、饱和液体。 湿饱和蒸汽（湿蒸气）、干饱和蒸汽（干蒸气）、未饱和液 体（温度低于其压力所对应的饱和温度的液体）、过热蒸气
水蒸气的定压发生过程
t < ts
未饱和水
t = ts
t = ts
t = ts
t > ts
v > v’’ h > h’’ s > s’’
饱和水 饱和湿蒸汽 饱和干蒸汽 过热蒸汽
v < v’ h < h’ s < s’
v = v’ v ’< v <v’’ v = v’’ h = h’ h ’< h <h’’ h = h’’ s = s’ s ’< s <s’’ s = s’’
饱和水和饱和水蒸气表（按压力排列）
p / MPa r
kJ / kg t / C v ' / m / kg m / kg 0.001 2484.5 6.982 0.0010001 129.208 29.33 2513.8 0.1060 8.9756
3
o
3
v"
h'
h" s '/ kJ / s "/ kJ / kJ / kg kJ / kg (kg K) (kg K)
水蒸气的p-v图（2）

定温线 过热蒸汽 、过热度 两个独立的状态参数可以确 定物质的状态。但在饱和状 态点１′与１″(或２′与２″， ３′与３″)之间，温度、压力 是相应一致的(因为在湿蒸汽 区内压力不变，温度也保持 不变)，在这一区域内，压力 与温度不是彼此独立的参数， 处于饱和状态的液体，蒸汽 或湿蒸汽，若不再给定另一 参数，只有温度和压力，其 状态是无法确定的。湿蒸汽 的状态常用压力(或温度)及 质量含汽率(或称干度)两个 参数来确定。
t
v
h
0.0 167.4 2611.3 2649.3 2725.4
s
0.0001 0.5729 8.1752 8.3437 8.5479
'
已知p或T(h’,v’,s’,h’’,v’’,s’’)+干度x h ,v ,s
临界点和三相点
临界 点 液态区
汽态区
水的临界温度为 374℃，临界压力为 220bar
水和水蒸汽的状态参数图表#
水蒸气的参数一律应该从图或表中差的，而不宜用一些经验公式， 更不能使用理想气体状态方程或从它导出的一些理想气体公式
汽化
水预热
过热
水蒸气的定压发生过程
三个阶段： 水定压预热：未饱和水或过冷水 饱和水定压汽化：从饱和液体到饱和气体。湿蒸 气的干度：x=mv/mv+mw 干饱和蒸汽定压过热；过热蒸气，过热度t=t-ts。
汽化潜热：1kg液体完全变为同温度下的饱和
蒸汽所吸收的热量
水蒸汽的形成过程在p-v图和T-s图上的表示
未饱和水和过热蒸汽表（节录）
p
饱 和 参 数
0.01MPa
ts 45.83
v ' 0.0010102 h ' 191.84 s ' 0.6493 v" 14.676 h" 2584.4 s" 8.1505
0.02MPa
ts 60.09
v ' 0.0010172 h ' 251.46 s ' 0.8321 v" 7.6515 h" 2609.6 s" 7.9092
Mc——饱和水线；
Nc——干饱和蒸汽线；
ql ——液体热； q su ——过热热量 ；
r——汽化潜热；
c ——临界点
水蒸气的p-v图（1）
当液体在某一定压力下加热，只
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要达到某一相应的温度，液体内 部就开始发生汽化，这种现象叫 做“沸腾”。液体所处的压力愈 高，则其相应的沸腾温度也愈高 汽化潜热 饱和液线、干饱和汽线 临界点C 、临界温度 、临界压力 湿蒸汽 、饱和区
湿饱和蒸汽区状态参数的确定
如果有1kg湿蒸气，干度为x, 即有 xkg饱和蒸汽，(1-x)kg饱和水。
h xh (1 x )h
"
'
v xv" (1 x )v ' s xs (1 x ) s
" '
y xy (1 x ) y
"
'
y y x " y y'
o
3
v"
h'
100 373.15 0.1013250.0010437 1.6738 419.06 2676.3 1.3069 7.3564 200 473.15 1.5551 0.0011565 0.12714 825.4 2791.4 2.3307 6.4289 300 573.15 8.5917 0.0014041 0.02162 1345.4 2748.4 3.2559 5.7038