水的定压汽化过程与水蒸气的热力过程(ppt 30页)

一一对应
Ts
ps=1.01325bar 青藏 ps=0.6bar 高压锅 ps=1.6bar
ps
ts=100 ℃ ts=85.95 ℃ ts=113.32 ℃
二、水的定压汽化过程
容器中装有， p0.1MPa ta 0C
va
0.00m 13
>100℃
kg
0℃
100℃
100℃
100℃
va
离液态水不远，工作过程有集态变化。且水 蒸气分子间不仅存在作用力，分子占有容积， 而且水蒸汽是由一个分子、二个、三个、四 个分子机械结合成复合体的混合物，而且随 着参数的变化，结合与分裂现象不断发生， 因此水蒸气的性质不同于一般的气体，更不 同于理想气体。
水蒸气的状态方程，比热关系式及u、h、
s 的分析式可以从实验和理论结合的方法得 到，一些经验的公式相当复杂，用于一般工 程计算不方便，为了计算方便将水蒸气性质 的复杂公式，用计算机计算出水蒸气的热力 性质，经实验验证后，编成图、表直接查用， 简单、方便、精确。
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
汽化和液化 (vaporization and liquefaction)
汽化：由液态到气态 的过程。
蒸发：在液体表面进行 的汽化过程。 沸腾：在液体表面及内 部进行的强烈汽化过程。
液化：由气相到液相 的过程。
一、饱和温度和饱和压力
饱和状态(Saturated state)
当汽化速度=液化速度时，系统处于动 态平衡，宏观上气、液两相保持一定的相 对数量—饱和状态。
相应的温度和压力称为饱 和温度（ts）和饱和压力(PS)，
两者一一对应。 ts =f(Ps)，只有
一个独立变量。
饱和蒸汽 饱和水
饱和状态：汽化与凝结的动态平衡
饱和温度Ts 饱和压力ps
3、热力学能利用公式u=h-pv求得。
例6-2: 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。（P77)
解：据P=0.5Mpa，查饱和水与饱和蒸汽表
ts=151.85C，v’=0.0010928m3/kg，v”=0.37481m3/kg
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”
p
T
ab
cd e
e
va v’vx v” v
v
Ts
b
cd
a
s0
s’
sx s” s
s
（4）c：湿蒸汽 饱和水和饱和蒸汽的混合物 t = ts ， p、T 不是独立 的状态参数。 处于平衡态双相非均匀系= f ( p或T，x )。
p
qsu p ttScpd thh面d积 s eds
T
ab
cd e
e
va v’vx v” v
v
Ts
b
cd
a
s0
s’
sx s” s
s
三、水蒸气的p-v图和T-s图
p未
C
饱
和
水区x=0
过热蒸汽区
x=1
湿蒸汽区
0 v
1、一点二线三区五态。
T未 C
饱 和 水 区
过热蒸汽区
湿蒸汽区
x=0
三个阶段： 1）定压预热阶段a-b：未饱和水变为饱和水。比液体热：
q l 0 tScpd th h o面a 积 sb soa
2）定压汽化阶段b-c-d：饱和水变为干饱和蒸汽，既是定压又是 定温的相变加热过程。比汽化潜热：
r h " h ' 面 b积 sd sb
3）定压过热阶段d-e：饱和蒸汽变成过热蒸汽，比过热热：
v
p
a bc d e
vx
v
v
T e
bc d a
v
s
p
T
ab
cd e
e
va v’ vx v” v
五个状态：
v
Ts
b
cd
a
s0
s’
sx s” s
s
（1）a：未饱和水（过冷水），t < ts 过冷度t = ts- t ,
p、T 是独立的状态参数，单相均匀系= f ( p， T )。 （2）b：饱和水，t = ts ， p、T 不再是独立的状态参数
实际气体的热力学能和焓不仅是温度的函数， 且与体积有关，所以比热容也是温度和体积的函数。
cp cv R
水蒸汽的热力学能、焓和熵通过查图和表求得。
我们学习的目的，是在了解水蒸气发生 的物理过程的基础上，应用水和水蒸汽热力 性质、图表进行水蒸气性质和热力过程的计 算，关于这些图表如何制作的过程及研究方 法，我们不去管它，只要会用即可。
x=1
0
s
2、当压力升高时，饱和温度随之升高，汽化过程缩短，比汽化 潜热减少，预热过程变长，比液体热增加。
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
二、未饱和水及过热蒸汽表
饱和水及干饱和蒸汽表
三、计算步骤
1、确定状态 t <ts 未饱和水
已知（p，t）
t >ts 过热蒸汽
ts
v <v’ 未饱和水
已知（p，v） v’<v <v” 湿蒸汽 x Sx，hx
v’,v”
v >v” 过热蒸汽
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。
干度x：1kg湿蒸汽中含xkg的饱和蒸汽，(1-x)kg饱和水。
vxxv1xv uxxu 1 xu sxxs1xs hxxh1x
（5）e：过热蒸汽，t > ts , 过热度t = t- ts , p、T 是独立的状态参数，单相均匀系= f ( p , T )。
第一节 概 述
水蒸气是人类使用最早、应用最广 （汽车、火车、轮船、发电）的工质。为 什么它受到人们的特别喜爱呢？是因为水 分布广，价格便宜，无毒无臭，而水蒸气 的获得又特别容易（在常压下只要加热到 100℃以上就产生）,而在常温下就以液体 水的情况存在，便于我们的循环使用。
从工程中使用的参数范围来看，水蒸气
一、饱和水与饱和水蒸气表
1. 按温度排列，附表2
tps, v’，h’，s’， v”，h”，s”
2. 按压力排列，附表3
pts, v’，h’，s’， v”，h”，s” 湿蒸汽： v’，h’，s’
v”，h”，s”
v x hx s x
x 二、未饱和水与过热水蒸气表
t，p v， h， s
u=h-pv