蒸汽的热力性质.ppt
第5章 水蒸气的热力性质和过程,第一节 概述 第二节 水的定压汽化过程和 水蒸气的p-v图及T-s图 第三节 水蒸气表 第四节 水蒸气的h-s图 第五节 水蒸气的基本热力过程,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4.掌握水蒸汽的h-S图和基本热力过程计算,基本要求：,范德瓦尔方程,实际气体的状态方程：,理想气体：,水蒸汽：-实际气体（不能用理想气体的状态方程）,5.1 概 述,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,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),二、水的定压汽化过程,容器中装有1kg水，,五个状态：（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”,（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)。干度x：1kg湿蒸汽中含xkg的饱和蒸汽，(1-x)kg饱和水。,（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：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：3）定压过热阶段d-e：饱和蒸汽变成过热蒸汽，比过热热：,三、水蒸气的p-v图和T-s图,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。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。,（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,5.3 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,三、计算步骤,1、确定状态,已知（p，t）,已知（p，v）,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。,查饱和水与饱和蒸汽表 ts=151.85C，v=0.0010928m3/kg，v”=0.37481m3/kg,解：,湿蒸汽,h=640.1kJ/kg，h”=2748.5kJ/kgs=1.8604kJ/(kgK)，s”=6.8215kJ/(kgK),5.4 水蒸气的h-s图,一、定压线：dqp=dh，dq=T.ds，定压预热阶段：向上凹曲的曲线；定压汽化阶段：直线；定压过热阶段：上凹曲的曲线。,因T-s图分析循环有优点，但用于计算不方便；而h-s图用作数值计算很方便。,二、定温线：在湿蒸汽区定压线就是定温线，因而定温线在湿蒸汽区为直线；在过热蒸汽区为向右凸曲的曲线，越往右，定温线越趋于水平。,三、定干度线：湿蒸汽区不同定压线上干度相同的状态点的连线。,5.5 水蒸气的基本热力过程,目的：1）初、终状态参数；2）过程功、热量以及焓、熵的变化量。,求解步骤：1）根据初态已知条件查图或表得到其他状态参数。2）根据过程特征和终态参数查图或表得到其他终态参数。3）根据初、终状态参数求出功、热量以及焓、熵变化量。,一、定容过程（v=常数),体积功技术功,二、定压过程（p=常数),体积功 技术功,三、定温过程（T=常数),四、绝热过程（s=常数),单位质量热量：,体积功：技术功：,体积功：技术功：,1-2可逆过程：,1-3不可逆过程：,绝热效率（相对内效率）：,例 p1=5MPa，t1=450C，p2=0.005Mpa，oi=0.9 求x2，s2，wt，x2，sg，wt,解：可逆过程1-2：,s2=s1=6.8204kJ/(kgK),不可逆过程1-2：,1.基本概念：（1）汽化、凝结（2）饱和状态（饱和温度、饱和压力）（3）过冷度（过冷水）、过热度（过热蒸汽）（4）液体热、过热热、汽化潜热、干度、临界点（5）一点、两线、三区、五态2.基本原理：（1）水的定压汽化过程(三个阶段：定压预热、定压汽化、定压过热）（2）水蒸汽的P-V图、T-S图(一点、两线、三区、五态)（3）水蒸气表 a、饱和水（用 表示）和饱和水蒸汽表（用”表示）b、未饱和水和过热水蒸气表(热力学能用 U=h-PV 来计算)c、湿蒸汽用：Y x=X Y”+(1-X)Y 来计算（4）h-S图（定压线P、定温线T、定干度线X）3.蒸汽的热力过程和应用(1)定容过程（2）定压过程（3）定温过程（4）绝热过程 计算步骤：a、由两初态查表或图 b、确定终态并查表 c、计算 q w wt h S 等。,本章小结：,
