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1、第3章水蒸气热工学热工学本讲稿第一页，共二十八页热工学热工学饱和状态饱和状态饱和状态：汽化和凝结达到动态平衡时的状态饱和状态：汽化和凝结达到动态平衡时的状态饱和温度饱和温度Ts饱和压力饱和压力ps一一对应一一对应Tspsps=1.01325barTs=100青藏青藏ps=0.6barTs=85.95高压锅高压锅ps=1.6barTs=113.32本讲稿第二页，共二十八页热工学热工学一、定压下水蒸气的发生过程一、定压下水蒸气的发生过程1 1、过程描述、过程描述液体加热阶段（预热阶段）液体加热阶段（预热阶段）沸腾温度沸腾温度本讲稿第三页，共二十八页热工学热工学饱和水（液）饱和水（液）未饱和水（液）
2、未饱和水（液）又称过冷水（液）又称过冷水（液）约定约定过冷度过冷度液体热液体热v vh hs sv=vh=hs=s本讲稿第四页，共二十八页热工学热工学汽化阶段汽化阶段饱和蒸汽（气）饱和蒸汽（气）湿蒸汽（气）湿蒸汽（气）约定约定汽化潜热汽化潜热v v vh h hs s sv vh h本讲稿第六页，共二十八页热工学热工学2 2、过程在、过程在p-v图与图与T-s图上的表示图上的表示相同点：依然经历三个阶段相同点：依然经历三个阶段 改变压力后的过程改变压力后的过程不同点：不同点：（与饱和压力一一对应（与饱和压力一一对应 ）临界点：临界点：本讲稿第七页，共二十八页热工学热工学本讲稿第八页，共二十八页
3、热工学热工学本讲稿第九页，共二十八页热工学热工学一点二线三区五态一点二线三区五态一点：一点：临界点临界点C 二线：二线：上界线上界线（饱和蒸汽（气）线饱和蒸汽（气）线）下界线下界线（饱和水（液）线（饱和水（液）线）未饱和水（液）区未饱和水（液）区（过冷水（液）区）过冷水（液）区）湿蒸汽（气）区湿蒸汽（气）区（两相区、饱和区）（两相区、饱和区）过热蒸汽（气）区过热蒸汽（气）区三区：三区：未饱和水（液）未饱和水（液）饱和水饱和水湿蒸汽（气）湿蒸汽（气）饱和蒸汽（气）饱和蒸汽（气）过热蒸汽（气）过热蒸汽（气）五状态：五状态：本讲稿第十页，共二十八页热工学热工学3 3、五种状态及其计算特点、五种状态及
4、其计算特点 未饱和水（液）未饱和水（液）过冷水过冷水(液）液）饱和水（液）：饱和水（液）：湿（饱和）蒸汽（气）：湿（饱和）蒸汽（气）：干度干度 p、t不独立不独立p、t独立独立p、t不独立不独立饱和蒸汽（气）：饱和蒸汽（气）：同饱和水（液）同饱和水（液）过热蒸汽（气）：过热蒸汽（气）：p、t独立独立本讲稿第十一页，共二十八页热工学热工学二、蒸气热力性质图表二、蒸气热力性质图表 l l变量设置：变量设置：p、t、v、h、sl 基准点：基准点：1 1、蒸气热力性质表、蒸气热力性质表 饱和水（液）和饱和蒸汽（气）表饱和水（液）和饱和蒸汽（气）表 未饱和水（液）和过热蒸汽（气）表未饱和水（液）和过热蒸
5、汽（气）表 水的三相点水的三相点 ()()本讲稿第十二页，共二十八页热工学热工学查表举例查表举例查表时先要确定在五态中的哪一态。查表时先要确定在五态中的哪一态。例例1.已知已知 ：p=1=1MPa,试确定试确定t=100,200 各处于哪个状态各处于哪个状态,各自各自h是多少？是多少？解：解：ts(p)=179.916t=100ts,过热蒸汽过热蒸汽h=2827.3kJ/kg本讲稿第十三页，共二十八页热工学热工学例例2.已知已知t=250,5kg蒸汽占有蒸汽占有0.2m3容积容积,试问蒸汽所处试问蒸汽所处状态状态?h=?=?解：解：t=250,湿蒸汽状态湿蒸汽状态本讲稿第十四页，共二十八页热工
6、学热工学例例3.已知已知 t=155,p=0.15MPa,试确定状态试确定状态?h=?=?ts=111.4,过热状态过热状态解：解：p=0.15MPa，内插法内插法p=0.1MPat=155p=0.2MPat=155本讲稿第十五页，共二十八页热工学热工学2 2、蒸气热力性质图、蒸气热力性质图p-v,T-s图图很难计算功量和热量！能否用线段表示热和功很难计算功量和热量！能否用线段表示热和功如何在图上表示功和热如何在图上表示功和热如何在图上表示功和热如何在图上表示功和热p-v图图：面积代表功：面积代表功T-s图：图：面积代表热面积代表热本讲稿第十六页，共二十八页热工学热工学水和水蒸气的水和水蒸气的
7、h-s图图焓熵图的画法焓熵图的画法焓熵图的画法焓熵图的画法1 1、零点：、零点：、零点：、零点：h=0，s=0=0；2 2、饱和汽线、饱和汽线、饱和汽线、饱和汽线（上界线）、饱和液线（下（上界线）、饱和液线（下界线）界线）界线）界线）3 3、等压线群：、等压线群：p两相区两相区pT=Const斜直线斜直线单相区单相区sT向上翘的发散的形线向上翘的发散的形线C点为分界点，不在极值点上点为分界点，不在极值点上本讲稿第十七页，共二十八页热工学热工学hsCpx=1x=0pC本讲稿第十八页，共二十八页热工学热工学气相区：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：两相区：
8、T、p一一对应，一一对应，T T 线即线即 p 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 p 线陡线陡4 4、定温线、定温线T5 5、等容线、等容线v6 6、等干度线、等干度线x本讲稿第十九页，共二十八页热工学热工学hsCx=1x=0pvTx本讲稿第二十页，共二十八页热工学热工学本讲稿第二十一页，共二十八页热工学热工学三、蒸气的热力过程三、蒸气的热力过程 步骤：步骤：由已知初态的两个独立参数，在蒸气热力性由已知初态的两个独立参数，在蒸气热力性质图表上查算出其余各初态参数之值。质图表上查算出其余各初态参数之值。根据过
9、程特征和终态的其中一个已知参数，由蒸根据过程特征和终态的其中一个已知参数，由蒸气热力性质图表查取终态状态参数值。气热力性质图表查取终态状态参数值。由查算得到的初、终态参数，应用热力学第一、由查算得到的初、终态参数，应用热力学第一、第二定律的基本方程计算出：第二定律的基本方程计算出：本讲稿第二十二页，共二十八页热工学热工学某汽轮机进口水蒸气某汽轮机进口水蒸气参数参数为为p1=9.0Mpa、t1500，出口，出口蒸气压力为蒸气压力为p20.004MPa，蒸气膨胀过程为可逆绝热过程。，蒸气膨胀过程为可逆绝热过程。试求：试求：（1）进口蒸气的过热度；）进口蒸气的过热度；（2）单位质量蒸气流经汽轮机对外
10、输出功。）单位质量蒸气流经汽轮机对外输出功。四、例题四、例题 38 本讲稿第二十三页，共二十八页热工学热工学(1)(1)查附录查附录A7（P.257）知：）知：解：解：本讲稿第二十四页，共二十八页热工学热工学(2)由由，查得，查得（过热蒸气表或（过热蒸气表或h-s图）图）本讲稿第二十五页，共二十八页热工学热工学蒸汽轮机是可逆绝热过程：蒸汽轮机是可逆绝热过程：由由及及，查，查hs图得图得本讲稿第二十六页，共二十八页热工学热工学注意：查表或图之前要确定蒸气处于什么状态！注意：查表或图之前要确定蒸气处于什么状态！本讲稿第二十七页，共二十八页热工学热工学 3-31 3-35 3-36作业作业本讲稿第二十八页，共二十八页