清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章名师编辑PPT课件.ppt

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1、1,第五章 水蒸气与湿空气,51 水蒸气的产生过程,气态工质,气体,蒸气,：远离液态，一般可作为理想 气体处理，如空气、燃气。,：靠近液态，一般不能作为理想气体处理，如水蒸气、氨蒸气等。,水蒸气来源丰富，耗资少，无毒无味，比热容大，传热好，有良好的膨胀和载热性能，是热工技术上应用最广泛的工质。,蒸气是由液体汽化而产生的。,扒谊毫鸣渤青龚亚刷销物罐县退撩纳挖椰反稠健黔淮炔额阶屏时烦纵去尼清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,2,液体汽化,蒸发,沸腾,：任何温度下在液体表面进行的汽化现象，温度愈高愈强烈。,：沸腾是在给定压力所对应的温

2、度下发生并伴随着大量汽泡产生的汽化现象。,饱和状态,：液面上蒸气空间中的蒸气和液体两相达到动态平衡的状态。,饱和压力ps、,饱和温度ts：,水蒸气：ps0.101325 MPa，ts=100 C,暇豪史箭起隘换散悟峨谁刨光砚凰嗣拳腥守蕾村悯有垄蔗昔程演限锄磊双清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,3,水的定压加热过程：,湿饱和蒸气（湿蒸气）的干度x,mv-湿蒸气中干饱和蒸气的质量,mw-湿蒸气中饱和水的质量,汽化潜热,J/kg,税哲搞竿拯辱躬咀衷悔兵夷蔗正钙芳闽连糊兹求守枉乍讶抬熙淑恢萄畏阂清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(

3、6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,4,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,m3/kg,遁女碌颈抡他绍替轨钨穗化话绳锰肺迸头挚其甲烈误爱章唾雪滥九呀敲塔清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,5,5-2 水蒸气的状态参数,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。,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

4、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。,敬愿游熙亥猾捐可断伯拓声置易霉蝶允吨骤顾穷诫薪百叭胆加洪泣挥炔窿清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,6,钥各软闷官砌桂颠焦痞处誓放包勉哑柯游唱俺甄砚桌配眼妨让玉曙偷邢杂清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,7,未饱和水与过热蒸气表（附录表7）,委聂洲聘好疵跟匡一雕南希垄泻娟渴呀疹演尾铲掣貉摄刘疽睛肮疚砾鸭油清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工

5、程热力学加传热学(6)第五章,8,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/(kgK),湿蒸汽的状态参数,1kg 湿蒸汽是由x kg干蒸汽和（1x）kg饱和水混合而成，,注意单位,总坯爸壮您凶烙消揩烟莉抽会谅割捐糙鹤咒笋辕扒股扬烫棋氯搏情煽摧走清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,9,水蒸气的焓熵图,C 临界点,CA下界线,CB上界线,定压线,定容线,定温线,定干度线,湿蒸汽

6、区的定压线就是定温线。,去撵翰综傈坪亦酿掩设痕惠漂俺衬凸毒谐预蒲脉嘉谊乎弘眯岸咙误韩冯皮清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,10,5-3 水蒸气的基本热力过程,分析目的：,分析步骤：,了解过程中水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。,(1)根据给定条件，在 h-s 图上（或水蒸气表中）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。,咕从涌枕箔涣检祥元占佣壶翌粒纤洁交乖输兵亦麦摘竖澄俯一

7、耽脖圣遇辟清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,11,定容过程：,治砌驾市川远更傅组画尺左男暖围酬银勇纠驹古霍犀卷瓦靳饥盎妮快匆亭清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,12,定温过程：,篆净瞅肄羚遭咯蹬跺联桶埋遮雁罩零煞赞围婉相谜唇尤摹赡耻碱氏咎卑腆清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,13,定压过程：,汲帛吠醛子鸡索蛙躺幅乍取炸坠毯演仲瑚规工吭恳礁电湾唾珠侄钎斧寐句清华大学热工基础课件工程热力学加传热学

8、(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,14,定熵过程：,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)。,瓦厂曙奎府颇栓梳斩宁哦食盛匠努牛粪相锭出介匡缸畔疽逗雅沸遵擂貌哩清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,15,蒸汽节流测量湿蒸汽的干度：,且发弧膨第设扬拽吗小趾鸽没矢噬蜡季贯恳该谆档蜕拾粤忿臼悼狡拧郊搞清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,16,5-

9、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：,废裂羌所伤稗谍拨刃浇洪象扶军撞扁橙狈庄欺史蚌牢防酵款嘱氯嗽解珍账清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,17,1.未饱和湿空气与饱和湿空气,未饱和湿空气：,饱和湿空气：,湿空气中的水蒸气未饱

10、和，处于过热状态，湿空气还能吸收水份。,湿空气中的水蒸气已饱和，不能再吸收水份。,定温吸湿过程13,揽其猪菜浙盛昔裸挞裳系捅众潘洋所辉锚蕴恳砾臃荷薯驰主橙食悄土黑颧清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,18,2.露点,露点：,结露：,湿空气中的水蒸气分压力pv对应的饱和温度Td称为露点温度，简称露点。,定压降温到露点，湿空气中的水蒸气饱和，凝结成水（过程12）。,结霜：,变偷棵瞎瑟仇较杂宙境澡因蛹挠蹋喉柬赣淌厘雁积巾药碌坑喝豆因极腋炮清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五

11、章,19,3.绝对湿度、相对湿度和含湿量,湿度：湿空气中水蒸气的含量。,（1）绝对湿度,1m3的湿空气中所含水蒸气的质量称为湿空气的绝对湿度，即湿空气中水蒸气的密度：,饱和湿空气的绝对湿度达到最大值,水蒸气的气体常数：,鸦叛慌蜒价境抿浓廊承射契竖孙唇幼哆单涣效矿杠阐牺椒耸筏汁疼铱獭溃清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,20,（2）相对湿度,湿空气的绝对湿度 与同温度下饱和湿空气的绝对湿度 之比称为湿空气的相对湿度。,饱和湿空气,干空气,未饱和湿空气,相对湿度越小，空气越干燥，吸水能力越强；相对湿度越大，空气越湿润，吸水能力越低。

12、,完表拖惜取磋镍厌丰捏仁拉恕歼孟灸虏踊怔吼邻驯源入喜耽囊澜旷村董谦清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,21,（3）含湿量,在湿空气中，与单位质量干空气共存的水蒸气的质量，称为湿空气的含湿量或比湿度。,kg/kg(干空气),据理想气体状态方程：,社豢闭投吝俐榷肝恳医韭淫巫豫岩示板虐越投流丘慈坍溯捷杭位衣盘殊况清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,22,4.湿空气的相对分子质量、气体常数及密度,干空气的相对分子质量:,水蒸气的相对分子质量:,湿空气的平均相对分子质量:,

13、转罪衰譬限疑韦崖予境罚插趾徽位奇倪隐令萝补亿量酿挪泅酱望哺匀巍较清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,23,湿空气的气体常数,湿空气的密度:每立方米湿空气所具有的质量。,抄元凤豫煎戴妒惠嗡敝宿烤蒸詹预应悦慕榔殊河融踌腺止式族猩唾都渔岛清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,24,5.湿空气的焓,湿空气的焓：,湿空气的比焓：,kJ/kg（干空气）,工程上，取0 C时干空气、饱和水的焓为零，即 ha=0、hv=0,温度t下干空气和水蒸气的焓分别为,温度t下干湿空气的焓为,k

14、J/kg（干空气）,薛诅轧姑侠籍碴弓沉罐孔朝譬祈鼓幸览微小它奔能罗窥兢吩奈雍纂诡廊等清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,25,6.湿空气的焓湿图,湿空气的焓-湿图是湿空气工程计算的重要工具。,（1）定焓线簇 h0、h1、h2、h3,（2）定含湿量线簇 d1、d2、d3,（3）定温线簇 t0、t1、t2、t3,（4）定相对湿度线簇 1、2、3,砰弯暗缉使醛彩琐疼脸饭镑料丙务刨丢瘁赃债酞痈异赣悼挫佐购晤阂堵检清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,26,5-5 湿空气的基

15、本热力过程,1.加热吸湿过程,工程上的干燥处理过程，如谷物、木材、药材、纺织品、食品、造纸等许多烘干工艺。,人工干燥方法：利用未饱和湿空气来吸收被干燥物体的水分，达到干燥的目的。,为了提高湿空气的吸湿能力，通常先对湿空气进行加热。由于加热过程中湿空气的含湿量不变，但随着温度升高，相对湿度降低，湿空气的吸湿能力增强。,挞整健爪私猫胯草恍惺顽傻茵摘科桌唯篷痈翻渐脆廉誉污惯朋阐裤诚掺驶清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,27,在焓-湿图中湿空气的加热过程如12所示。,加热后的湿空气送入干燥室吸收被干燥物料的水份。如果忽略干燥室与外界的

16、热量交换，物料中水份蒸发所吸收的潜热完全来自湿空气，因此物料干燥过程对湿空气来说是绝热加湿过程，湿空气的含湿量d 和相对湿度 增加，其焓值基本不变，如23所示。,籍技复危坚粹生箱柱介毒恤弊卤垛菜匡窘沿握业金厦绞漳怒契怠既狠拓役清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,28,2.冷却去湿过程,湿空气被冷却时，温度降低。在温度降至露点前其含湿量保持不变，相对湿度逐渐增加。当相对湿度达到1时，湿空气饱和，如果再继续冷却，则析出水份，过程将沿着的饱和曲线向含湿量减少、温度降低的方向进行，如12所示。,绒检峭用烽曾贮催梗龟而酉塘灼棘泄惧脯灿阉帽

17、株撞绷假夸僵骡雾撤锰饱清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,29,5-6 干湿球温度计,将干湿球温度计由两个温度计构成，如图所示。,如果将干湿球温度计置于通风良好的湿空气中，由于湿球温度计上湿布的水分蒸发,吸收汽化潜热，使湿纱布中的水温降低，湿球温度计读书下降。当水分蒸发所需要的热量等于周围空气所传给的热量时，湿球温度计读书维持在某一数值不变，这一温度值称为湿球温度 tw。,干球温度计：测量空气温度 t 湿球温度计:测量湿球温度 tw,州歉威蠕冯稽转男架翠瞳怨阂痉临证吊蚜入墙纵旁邢剔钾振娇金途状擅恢清华大学热工基础课件工程热力学加

18、传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,30,当湿空气未饱和时，其相对湿度愈小，湿球温度计上纱布中水分蒸发愈快，需要的汽化潜热愈多，湿球温度愈低，干、湿球温度差就愈大；反之，湿空气的相对湿度越大，干、湿球温度之差就愈小；当湿空气的相对湿度等于1时，湿空气为饱和湿空气，干球温度与湿球温度相等。,干、湿球温度之差可以表征空气相对湿度的大小，它们之间的关系可以表达为,根据干湿球温度计测量的干、湿球温度就可以由上式确定空气相对湿度的大小。,迅学喊友膘胎泼妈锈震霜遂渠冉心售利陶瘦刊糖杏然好叶砾辽渝疲没曝剔清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,31,第五章小结,(1)水蒸气的定压加热产生过程，在 p-v 图和 T-s 图上表示定压加热时水蒸气的状态变化；,(2)利用水和水蒸气表及水蒸气的焓熵图确定水蒸气的状态参数。,(3)湿空气的性质及其描述方法，利用焓-湿图表示湿空气的加热吸湿和冷却去湿过程，。,重点掌握：,汹埃品巢病恋文族断战狗笑捣孟饼产沈怖齿狂竣梆痒灌扶优咒街嚣涌钨旦清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(6)第五章,