《水蒸气的形成过程》PPT课件.ppt

水蒸气的产生过程,5.1 水蒸气的产生过程 5.2 水蒸气的状态参数 5.3 水蒸气的基本热力过程,第五章 水蒸气,5.1 水蒸气的产生过程,汽化 物质由液态转变为汽态的过程。 汽化方式 蒸发：汽化过程在液体表面发生。 沸腾：汽化过程在液体表面及内部同时发生.,汽化与凝结,凝结：物质由汽态转变为液态的过程。凝结的速度取决于空间蒸汽的压力。,饱和状态：,液体分子脱离其表面的汽化速度,汽体分子回到液体中 的凝结速度,这时液体与蒸汽处于动态平衡状态，称为饱和状态,饱和液体 饱和蒸汽,5.1 水蒸气的产生过程,饱和温度和饱和压力： 处于饱和状态的汽、液温度相同，称为饱和温度ts，蒸汽的压力称为饱和压力ps ts上升， ps上升； ps上升， ts上升。 结论：一定的饱和温度对应于一定的饱和压力，反之也成立，即两者间存在单值关系。,5.1 水蒸气的产生过程,未饱和水状态 饱和水状态 湿饱和蒸汽状态 干饱和蒸汽状态 过热蒸汽状态,过热阶段,水蒸汽的定压生成过程,饱和水的汽化阶段,水的预热阶段,水的定压加热过程,5.1 水蒸气的产生过程,预热阶段,饱和水,未饱和水（过冷水）,状态及状态参数：,这个阶段所需的热量称为液体热 ql,5.1 水蒸气的产生过程,汽化阶段,干饱和蒸汽,饱和水,湿(饱和)蒸汽,湿饱和蒸汽：饱和水与饱和蒸汽混合物,这个阶段所需的热量称为汽化潜热 g,5.1 水蒸气的产生过程,湿蒸汽中饱和蒸汽所占的质量百分比。,5.1 水蒸气的产生过程,干度x：,过热阶段,过热蒸汽,干饱和蒸汽,这个阶段所需的热量称为过热热 qsup。t-ts称为过热度,5.1 水蒸气的产生过程,二. 水蒸汽定压生成过程中热量的计算,1,T,s,2,水的定压预热阶段,液体热,饱和水的定压汽化过程,汽化潜热,5.1 水蒸气的产生过程,水蒸汽的定压过热过程,过热,1kg水从1状态被加热到2状态所吸收的热量:,5.1 水蒸气的产生过程,三. 水蒸汽的p-v图和T-s图,C,20,10,p,v,C,10,20,T,s,水蒸汽的p-v图和T-s图,5.1 水蒸气的产生过程,5.2 水蒸汽的状态参数,水及水蒸汽的参数计算中不必求其绝对值，仅求其增量或减少量，故可规定一任意起点。国际水蒸汽会议规定，水的三相点即273.16K的液相水作为基准点，规定其热力学能及熵为0，即对于t0=ttp=273K、p0=ptp=611.7Pa的饱和水有：,水与水蒸汽表,二. 温度为0.01oC、压力为P的过冷水 忽略水的压缩性，即比体积v不变，又温度不变，则: uo=u0=0, w=0 q=0 so=so=0, h0= uo+p0 v0=0,5.2 水蒸汽的状态参数,三. 温度为t、压力为P的未饱和水,饱和水状态：,5.2 水蒸汽的状态参数,四. 压力为P的干饱和蒸汽,五. 压力为p的湿饱和蒸汽,5.2 水蒸汽的状态参数,六. 压力为P的过热蒸汽 过热度：t ts,5.2 水蒸汽的状态参数,74 水蒸汽表和图,水与水蒸汽的状态参数p、v、t、h、s均可从水蒸汽图表中查到，图表中没有的参数，可根据参数间的一般关系计算得到，如u 按 u=h-pv 计算。,热力学性质表很简单，它是把热力学性质以一一对应的表格形式表示出来，其特点表现在：对确定点数据准确，但对非确定点需要内插计算，一般用直线内插。,5.2 水蒸汽的状态参数,内插法介绍,1,2,已知,求,由图可看出,两三角形相似，对应边成比例。,整理得,所以,有,5.2 水蒸汽的状态参数,已知（p,t）,判断水或蒸汽所处的状态 查饱和表得已知压力（或温度）下的饱和温度ts(p) （或饱和压力ps(t) ）：,在湿蒸汽区，p、t不是两个独立的变量，因此不能由p、t确定状态点。,5.2 水蒸汽的状态参数,已知p（或t）及某一比参数y（v或s或h）,判断水或蒸汽所处的状态 查饱和表得已知压力（或温度）下的y、y”：,在湿蒸汽区干度及其它参数的的计算：,5.2 水蒸汽的状态参数,x,p,v,T,x,水蒸汽的h - s图,5.2 水蒸汽的状态参数,5.3 水蒸汽的基本热力过程,一. 水蒸汽基本过程,二. 水蒸汽基本公式,定容、定压、定温及定熵四种,水蒸汽的定压过程,3,4,2,1,工程中的设备:锅炉、换热器,过程特点:p=定值,过程在图中表示,5.3 水蒸汽的基本热力过程,2,T,s,h,s,2,h2,h1,1,3,4,1,4,3,T-s 图和h-s图中的表示,5.3 水蒸汽的基本热力过程,能量转换计算,wt= 0 q =h,举例：锅炉中，水从30、4MPa, 定压加热到450。,ts(4MPa)=250.33,q = h2-h1,5.3 水蒸汽的基本热力过程,水蒸汽的绝热过程,p1,2,p2,工程中的设备：汽轮机,1,2,过程特点:q=0,过程在图中表示,5.3 水蒸汽的基本热力过程,5.3 水蒸汽的基本热力过程,能量转换计算,q = 0,2,1,2,不可逆过程：,可逆过程：,p1,p2,5.3 水蒸汽的基本热力过程,p1,p2,2,1,h1,h2,h2,2,汽轮机内效率,5.3 水蒸汽的基本热力过程,水蒸汽的定温过程,实际设备中很少见,C,远离饱和线，接近于理想气体.,5.3 水蒸汽的基本热力过程,水蒸汽的定温过程,可逆过程：,水蒸汽的定容过程,实际设备中不常见,1,T,s,h,s,p,T,2,1,2,v,p,v,例题 过热蒸汽由初态p=2MPa、t=300绝热膨胀到 p2=kPa = 0.004MPa，求此过程中每kg蒸汽所作 的功及每kg蒸汽膨胀终态蒸汽的干度。,解,h1=3025kJ/kg,x20.786,每kg 蒸汽所作的功,查图法,从 h-s 图上查得,h22035kJ/kg,1,2,h,s,h1,h2,