《工程热力学第七章水蒸气讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程热力学第七章水蒸气讲稿.ppt（46页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第一页，讲稿共四十六页哦第二页，讲稿共四十六页哦水蒸气水蒸气在空气中含量极小，当作在空气中含量极小，当作理想气体理想气体一般情况下，为一般情况下，为实际气体实际气体，使用图表，使用图表18世纪，蒸气机的发明，是唯一工质世纪，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、化工的工质目前仍是火力发电、核电、供暖、化工的工质优点优点:便宜，易得，无毒，便宜，易得，无毒，膨胀性能好，传热性能好膨胀性能好，传热性能好第三页，讲稿共四十六页哦物质有三种聚集状态：物质有三种聚集状态：固态固态、液态液态、气态气态热力学面：以热力学面：以p,v,T
2、表示的物质各种状态表示的物质各种状态 的曲面的曲面水的三态：水的三态：冰冰、水水、蒸汽蒸汽第四页，讲稿共四十六页哦两相区两相区单相区单相区气液固pvT六个区：三个单相区、三个两相区六个区：三个单相区、三个两相区液-气固-气固-液pvT第五页，讲稿共四十六页哦pv四个线：三个饱和线、一个四个线：三个饱和线、一个三相线三相线饱和气线三相线饱和液线饱和固线T临界点一个点：一个点：临界点临界点第六页，讲稿共四十六页哦coc3c22.129MPa647.30K (374.15 C)m0.00326kgpTv水的临水的临界点状界点状态态饱和液线与饱和气线的交点饱和液线与饱和气线的交点气液两相共存的气液两相
3、共存的pmax,Tmax等温线是鞍点等温线是鞍点cc22TT0,0ppvv临临界界点点水的三相线水的三相线tptp611.2Pa,273.16KpT第七页，讲稿共四十六页哦ppTT液液液液气气气气固固固固水水一般物质一般物质三相点三相点三相点三相点临界点临界点临界点临界点流体流体流体流体升华线升华线升华线升华线凝固线凝固线凝固线凝固线汽化线汽化线汽化线汽化线第八页，讲稿共四十六页哦没有。没有。t374.16 有有3.有没有有没有500C的水的水？1.溜冰冰刀溜冰冰刀2.北方冬天晾在外边的衣服，北方冬天晾在外边的衣服，是否经过液相是否经过液相4.有没有有没有-3 的蒸汽的蒸汽？5.一密闭容器内有
4、水的汽液混合物，对其一密闭容器内有水的汽液混合物，对其 加热，是否一定能变成蒸汽？加热，是否一定能变成蒸汽？第九页，讲稿共四十六页哦ppTT液液液液气气气气固固固固水水一般物质一般物质三相点三相点三相点三相点临界点临界点临界点临界点流体流体流体流体第十页，讲稿共四十六页哦pv饱和气线三相线饱和液线饱和固线T临界点第十一页，讲稿共四十六页哦锅锅炉炉汽轮机汽轮机发电机发电机给水泵给水泵凝凝汽汽器器过热器过热器因固相不流动，更因固相不流动，更关心汽液两相关心汽液两相冰蓄冷冰蓄冷第十二页，讲稿共四十六页哦第十三页，讲稿共四十六页哦(气体和液体均处在饱和状态下气体和液体均处在饱和状态下)饱和状态：饱和状
5、态：汽化与凝结的动态平衡汽化与凝结的动态平衡汽化汽化:由液态变成气态的物理过程由液态变成气态的物理过程 (不涉及化学变化不涉及化学变化)蒸发：汽液表面上的汽化蒸发：汽液表面上的汽化 第十四页，讲稿共四十六页哦饱和状态：汽化与凝结的动态平衡饱和状态：汽化与凝结的动态平衡饱和温度饱和温度Ts饱和压力饱和压力ps一一对应一一对应放掉一些水，放掉一些水，Ts不变，不变，ps？Tspsps=1.01325barTs=100 青藏青藏ps=0.6barTs=85.95 高压锅高压锅ps=1.6barTs=113.32 第十五页，讲稿共四十六页哦ppTT液液液液气气气气固固固固水水一般物质一般物质三相点三相
6、点三相点三相点临界点临界点临界点临界点流体流体流体流体汽化线汽化线汽化线汽化线第十六页，讲稿共四十六页哦t tsv vv=vv=vv v v未饱和水未饱和水饱和水饱和水饱和湿蒸汽饱和湿蒸汽饱和干蒸汽饱和干蒸汽过热蒸汽过热蒸汽h hh=hh=hh h hs ss=ss=ss s s水预热水预热汽化汽化过热过热第十七页，讲稿共四十六页哦(1)()QUWUpdVUp VUpVH (2)fg0SSS 只有熵加热时永远增加只有熵加热时永远增加(3)理想气体理想气体()hf T实际气体汽化时，实际气体汽化时，TTs不变，但不变，但h增加增加hh汽化潜热汽化潜热(4)未饱和水未饱和水过冷度过冷度sttt过冷
7、过冷水过冷水过热蒸汽过热蒸汽过热度过热度sttt 过热第十八页，讲稿共四十六页哦cpcTcTABCACBcTTcTT cpp cpp 3a3b3d3e3c3a3b3d3e3c2c2a2b2d2e2c2a2b2d2e1c1a1b1d1e1c1a1b1d1eTsp-v图，图，T-s图上的水蒸气定压加热过程图上的水蒸气定压加热过程pvcp一点，二线，三区，五态一点，二线，三区，五态第十九页，讲稿共四十六页哦ptsv(bar)vsskJ/(kg.K)0.0061120.010.00100022206.1750.09.15621.099.630.00104341.69461.30277.36085.01
8、51.85 0.00109280.374811.8604 6.821550.0263.92 0.00128580.039412.92095.9712221.29374.150.003260.003264.4294.429(bar)()bdbd第二十页，讲稿共四十六页哦当忽略液体当忽略液体cp变化，变化，21ln0qTscTT(,)uf T v0qdupdv不同的不同的p，液体近似，液体近似不可压，不可压，v不变不变对每个对每个不变的不变的T第二十一页，讲稿共四十六页哦状态公理：状态公理：简单可压缩系统，两个独立变量简单可压缩系统，两个独立变量未饱和水及过热蒸汽，一般已知未饱和水及过热蒸汽，一般
9、已知p、T即可即可饱和水和干饱和蒸汽，只需确定饱和水和干饱和蒸汽，只需确定p或或T湿饱和蒸汽，湿饱和蒸汽，p和和T不独立，汽液两相不独立，汽液两相1875年，吉布斯提出了年，吉布斯提出了吉布斯相律吉布斯相律第二十二页，讲稿共四十六页哦1、未饱和水及过热蒸汽、未饱和水及过热蒸汽确定确定:任意两个独立参数，如：任意两个独立参数，如：p、T2、饱和水和干饱和蒸汽、饱和水和干饱和蒸汽确定确定:p或或T3、湿饱和蒸汽、湿饱和蒸汽除除p或或T外，其它参数与两相比例有关外，其它参数与两相比例有关第二十三页，讲稿共四十六页哦定义定义干饱和蒸汽干饱和蒸汽wmxmmvv干饱和蒸汽质量湿饱和蒸汽质量饱和水饱和水对对
10、干度干度x的说明：的说明：x=0 饱和水饱和水x=1 干饱和蒸汽干饱和蒸汽0 x 1在在过冷水过冷水和和过热蒸汽过热蒸汽区域，区域，x无意义无意义第二十四页，讲稿共四十六页哦 如果有如果有1kg湿蒸气，干度为湿蒸气，干度为x,即有即有xkg饱饱和蒸汽，和蒸汽，(1-x)kg饱和水。饱和水。)1(yxxyy)1()1()1(sxxssvxxvvhxxhhyyxyy已知已知p或或T(h,v,s,h,v,s)+干度干度xh,v,s第二十五页，讲稿共四十六页哦两类两类2、未饱和水和过热蒸汽表未饱和水和过热蒸汽表1、饱和水和干饱和蒸汽表饱和水和干饱和蒸汽表第二十六页，讲稿共四十六页哦o/CtKT/aMP
11、p/kgmv/3kgmv/3kgkJh/kgkJh/)(/KkgkJs)(/KkgkJs01.010020030016.273000611.000100022.0175.2060.2501000614.00000.01562.915.373101325.00010437.06738.13.267606.4193069.13564.715.4735551.10011565.04.82512714.04.27913307.24289.615.5735917.80014041.002162.04.13454.27482559.37038.5kgmv/3kgmv/3kgkJh/kgkJh/)(/Kkg
12、kJs)(/KkgkJso/Ct982.663.9988.17996.3105.24840010001.0208.1298.251333.291060.02.22580010434.06946.17.267551.4173027.14.20140011274.06.76219430.00.27778.1315aMPp/001.01.00.1100014526.001800.06.14084.27249756.83608.71382.25847.63616.36143.5kgkJr/第二十七页，讲稿共四十六页哦饱和参数paMP01.0aMP02.083.45st1505.86493.04.258
13、484.191676.140010102.0 s sh hv v09.60st9092.78321.06.260946.2516515.70010172.0 s sh hv vtvhsvhs04080600010002.00.00001.00010002.00.00001.05.1670010078.04.1675729.00010078.05721.08310.01.2510010171.01752.83.261134.1527.163.26493437.8119.88.26470205.84.2724052.95479.84.272512.182261.8120第二十八页，讲稿共四十六页哦
14、原则上可任取零点，国际上统一规定。原则上可任取零点，国际上统一规定。但但 原则上不为原则上不为0，对水：对水：pvuh3m611.2 0.00100022apPvkg00006.06.0kgkJkgJpvuh 表依据表依据1963年第六届国际水和水蒸气会议发表的国际年第六届国际水和水蒸气会议发表的国际骨架表编制，尽管骨架表编制，尽管IFC（国际公式化委员会）（国际公式化委员会）1967和和1997年先后发表了分段拟合的水和水蒸气热力性质公式，年先后发表了分段拟合的水和水蒸气热力性质公式，但工程上还主要依靠图表。但工程上还主要依靠图表。焓、内能、熵零点的规定：焓、内能、熵零点的规定：0 s0u
15、T16.273水的三相点水的三相点第二十九页，讲稿共四十六页哦饱和参数paMP01.0aMP02.083.45st1505.86493.04.258484.191676.140010102.0 s sh hv v09.60st9092.78321.06.260946.2516515.70010172.0 s sh hv vtvhsvhs04080600010002.00.00001.00010002.00.00001.05.1670010078.04.1675729.00010078.05721.08310.01.2510010171.01752.83.261134.1527.163.2649
16、3437.8119.88.26470205.84.2724052.95479.84.272512.182261.8120第三十页，讲稿共四十六页哦p-v图图（示功图示功图）：面积代表功）：面积代表功能否用线段表示热和功能否用线段表示热和功T-s图图（示热图示热图）：面积代表热）：面积代表热第三十一页，讲稿共四十六页哦（上界线上界线）、饱和液线（）、饱和液线（下下qTdsdhvdpp0hTsCCp0hTsC点为分界点，不在极值点上点为分界点，不在极值点上第三十二页，讲稿共四十六页哦第三十三页，讲稿共四十六页哦气相区：离饱和态越远，越接近于理想气体气相区：离饱和态越远，越接近于理想气体两相区：两相
17、区：T、p一一对应，一一对应，T 线即线即 p 线线在在x=0,x=1之间，从之间，从C点出发的等分线点出发的等分线同理想气体一样，同理想气体一样，v 线比线比 p 线陡线陡4、定温线定温线 T5、等容线等容线v6、等干度线等干度线x第三十四页，讲稿共四十六页哦第三十五页，讲稿共四十六页哦任务：任务：确定初终态参数，确定初终态参数，计算过程中的功和热计算过程中的功和热 在在p-v、T-s、h-s图上表示图上表示热力过程：热力过程：p s T v 第三十六页，讲稿共四十六页哦第一定律与第二定律表达式均成立第一定律与第二定律表达式均成立理想气体特有的性质和表达式不能用理想气体特有的性质和表达式不能
18、用tqdhwqduwwpdvtwvdp qTdsiso0dspvRT()uf T()hf T22p11lnlnTpscRTp pvccRp1kcRkv11cRk可逆可逆第三十七页，讲稿共四十六页哦q=h wt=0342pv1qhvdp 例：例：锅炉中，水从锅炉中，水从30，4MPa,定压加热到定压加热到450 q=h2-h1ts(4MPa)=250.33锅炉、换热器锅炉、换热器第三十八页，讲稿共四十六页哦例：例：水从水从30，4MPa,定压加热到定压加热到450 q=h2-h12Tshs2h1=129.3 kJ/kg h2=3330.7 kJ/kgh2h1134143=3201.4kJ/kg第
19、三十九页，讲稿共四十六页哦p12pvp2不可逆过程：不可逆过程：汽轮机、水泵汽轮机、水泵12可逆过程：可逆过程：s1 2 1 2q=0t12whhh 第四十页，讲稿共四十六页哦汽轮机、水泵汽轮机、水泵q=0t12whh212Ts不可逆过程：不可逆过程：可逆过程：可逆过程：st12whhp1p2第四十一页，讲稿共四十六页哦汽轮机、水泵汽轮机、水泵q=0t12whhhs不可逆过程不可逆过程 可逆过程：可逆过程：st12whhp1p221h1h2h22透平内效率透平内效率 12oi12hhhh第四十二页，讲稿共四十六页哦pv实际设备中很少见实际设备中很少见TCTcT远离饱和线远离饱和线，接近于，接近于理理想气体想气体第四十三页，讲稿共四十六页哦12Tshs122理想气体理想气体 测量干度原理测量干度原理 绝热节流绝热节流可逆过程：可逆过程：qTdsT stwqh12第四十四页，讲稿共四十六页哦实际设备中不常见实际设备中不常见12pv第四十五页，讲稿共四十六页哦1TshspT212vpv第四十六页，讲稿共四十六页哦