水蒸汽的热力性质和热力过程
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用于计算不方便;而h-s图用 作数值计算很方便。
右凸曲的曲线, 越往右,定温线 越趋于水平。
4。掌握水蒸汽的h-S图和基本热力过程计算
第一节 概 述
理想气体: pv RT u u(T )
水蒸汽:------实际气体(不能用理想气体的状态方程)
实际气体的状态方程: 范德瓦尔方程
( p a )(vb) RT v2
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。
第四节 水蒸气的h-s图
h
一、定压线:dqp = dh, dq = T.ds,
h T s p
定压预热阶段:向上凹曲的曲线;
C
X=1 定压汽化阶段:直线;
定压过热阶段:上凹曲的曲线。
二、定温线:在湿蒸汽区定压线
s 就是定温线,因而定温线在湿蒸
因T-s图分析循环有优点,但 汽区为直线;在过热蒸汽区为向
ql
tS 0
c p dt
h ho
面积 abssoa
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' 面积bdssb
3)定压过热阶段d-e:饱和蒸汽变成过热蒸汽,比过热热:
qsup
t tS
c
p dt
h
h
面积dessd
p
T
ab
cd e
基本要求:
1。熟练掌握水蒸汽的有关基本概念: (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。熟练掌握水蒸汽的热力性质、水定压汽化过程和水蒸汽的
P-V图、T-S图
3。掌握水蒸汽表和利用水蒸汽表进行五态的相关基本计算
v"v'
h’=640.1kJ/kg,h”=2748.5kJ/kg s’=1.8604kJ/(kgK),s”=6.8215kJ/(kgK)
hx xh"(1 x)h' 0.962748 .5(10.96)640 .1 2663 .78kJ / kg
sx xs"(1 x)s' 0.966.8215 (10.96)1.8604 6.6231 kJ /(kgK ) ux hx pv 2663 .78 0.510 6 0.3610 3 2483 .78kJ / kg
x=1
0
v
s
(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
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
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 )。
pts, v’,h’,s’, v”,h”,s” 湿蒸汽: v’,h’,s’
v”,h”,s”
vx hx s x
x 二、未饱和水与过热水蒸气表
t,p v, h, s
u=h-pv
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
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。
p
T
ab
cd e
e
va v’vx v” v
p
未
C
饱
和水x=0
区
v
过热蒸汽区
x=1
Ts
b
a
s0
s’
T
C
未
饱
和
水
区
cd
sx s” s
s
过热蒸汽区
0
湿蒸汽区
x=0 湿蒸汽区
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
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
T
C
未
饱
和
水
区
过热蒸汽区
湿蒸汽区
x=0
x=1
0
s
1、一点二线三区五态。
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。
干度x:1kg湿蒸汽中含xkg的饱和蒸汽,(1-x)kg饱和水。
vx xv1 xv ux xu1 xu sx xs1 xs hx xh1 x
(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 )。
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:
>100℃
0℃
100℃
100℃
100℃
va
v
p
a bc d e
vx
v
v
T e
bc d a
v
s
p
T
ab
c百度文库 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
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