水蒸气相变 及定压产生过程..

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， vx xv 1 x v v x v v 注意 hx xh 1 x h h x h h 单位
sx xs 1 x s s x s s
p pv pa
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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
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2. 露点 露点： 湿空气中的水蒸气分压力pv对应的饱和温度
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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,
T = 273.16 K, u = 0 kJ/kg， s = 0 kJ/(kg· K) h u pv 0.00061 kJ/kg 0 kJ/kg
第五章 水蒸气与湿空气
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。
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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 于气流流动，加速水的降温。 3
Td称为露点温度，简称露点。 pv ps T 结露： 定压降温到露点，湿空气中的水蒸气饱和， 凝结成水（过程1－2）。 结霜： Td 0 C
q Tds T ( s2 s1 )
1
17
2
定压过程：
w p(v2 v1 )
wt 0
q h2 h1
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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) 。
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定容过程：
w0
wt v( p1 p2 )
q u2 u1 (h2 h1 ) ( p2 p1 )v
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定温过程：
w q u T ( s2 s1 ) (h2 h1 ) ( p2v 2 p1v1 )
wt q h T ( s2 s1 ) (h2 h1 )
预热阶段 汽化阶段 过热阶段
a
b
c
d
e
(v, h, s)
(v, h, s)
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水的定压加热过程：
p
p v0
p ts ts v''
p
t>ts
p t<ts
v'
ts
vx
v
未饱和水 饱和水 湿饱和蒸气 干饱和蒸气 过热蒸气
a
b
(v, h, s)
c
d
e
汽化潜热 r h h J/kg t ts 湿饱和蒸气（湿蒸气）的干度x mv m 湿蒸气中干饱和蒸气的质量 v x mw mv mw-湿蒸气中饱和水的质量 9
4
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。
饱和蒸汽：饱和状态下的蒸汽； 饱和状态： 饱和水： 饱和状态下的水。
p ts
饱和蒸气
饱和压力ps、 饱和温度ts：
饱和液体
ps f (ts )
5
水蒸气：ps＝0.101325 MPa，ts=100 º C
三、水与水蒸气的相变方法
(v, h, s) 过热度
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
vcr 0.003106 m3/kg
临界点 饱和蒸汽线
pcr 22.064 MPa tcr 373.99 ℃
饱和水线
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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。
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e.g.：P111 5-1，5-4 作业：P126 5-1，5-4
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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。
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：
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
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5-3 水蒸气的基本热力过程
分析目的： 了解过程中Байду номын сангаас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; (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。
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。
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第二节 水蒸气的定压产生过程
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水的定压加热过程：
p
p v0
p ts ts v''
p
t>ts
p t<ts
v'
ts
vx
v
未饱和水 饱和水 湿饱和蒸气 干饱和蒸气 过热蒸气
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。 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。
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未饱和水与过热蒸气表（附录表7）