第六章水和水蒸气的性质备课讲稿.doc

第六章水和水蒸气的性质备课讲稿 第六章水和水蒸气的性质水和水蒸气是实际气体的代表水蒸气在空气中含量极小，当作理想气体一般情况下，为实际气体，使用图表18世纪，蒸气机的发明，是唯一工质直到内燃机发明，才有燃气工质目前仍是火力发电、核电、供暖、化工的工质优点:便宜，易得，无毒，膨胀性能好，传热性能好是其它实际气体的代表本章主要内容1.实际工质的物性3.水蒸气图表的结构和应用4.水蒸气热力过程2.水蒸气的产生过程水蒸气气蒸气蒸汽汽Steam VaporWater Vapor66-1纯物质的热力学面及相图物质三种聚集状态固态、液态、气态热力学面以以p,v,T表示的物质各种状态的曲面水的三态冰、水水、水蒸气饱和线、三相线和临界点p v四个线三个饱和线、一个三相线饱和气线三相线饱和液线饱和固线T临界点一个点临界点tp tp611.2Pa,273.16K p T?临界乳光现象思考题没有。 t374.16有有3.有没有500?C的水？1.溜冰冰刀2.北方冬天晾在外边的衣服，是否经过液相4.有没有-3的水蒸气？5.一密闭容器内有水的汽液混合物，对其加热，是否一定能变成水蒸气？饱和线、三相线和临界点p v饱和气线三相线饱和液线饱和固线T临界点饱和线、三相线和临界点临界点汽相和液相锅锅炉炉汽轮机发电机给水泵凝汽器器过热器因固相不流动，更关心汽液两相冰蓄冷66-2汽化与饱和沸腾表面和液体内部同时发生的汽化(气体和液体均处在饱和状态下)汽化:由液态变成气态的物理过程(不涉及化学变化)蒸发汽液表面上的汽化Boil Vaporization饱和状态Saturation state饱和状态汽化与凝结的动态平衡饱和温度T s饱和压力p s一一对应放掉一些水，T s不变，p s？T sp sp s=1.01325bar T s=100青藏p s=0.6bar T s=85.95高压锅p s=1.6bar T s=113.3266-3水蒸气的定压发生过程tt svv未饱和水饱和水饱和湿蒸汽饱和干蒸汽过热蒸汽hhss水预热汽化过热水蒸气定压发生过程说明 (1)()Q UWU pdVUpV UpV H? (2)f g0S SS? (3)理想气体()h fT?实际气体汽化时，TT s不变，但h增加h h?汽化潜热 (4)未饱和水过冷度st t t?过冷过冷水过热蒸汽过热度st t t?过热只有熵加热时永远增加汽化潜热汽化过程中1kg液态物质（饱和液）完全转变为汽态时所需的热量称为汽化潜热。 未饱和液，过冷液饱和液饱和湿蒸气饱和蒸气过热蒸气汽化潜热压缩液安德鲁试验对水在不同的压力下进行定压加热安德鲁试验结果一点两线三区五态一点物质的临界点两线饱和蒸汽状态连线（上界限线）饱和液体状态连线（下界限线）三区汽态区上界限线与临界等温线上段右侧区域液态区下界限线与临界等温线上段左侧区域湿蒸汽区上、下界限线之间的锺罩形区域五态过热蒸汽一定压力下，温度高于对应饱和温度的蒸汽。 或者说一定温度下，压力低于饱和蒸汽压的蒸汽。 饱和蒸汽一定压力下，温度等于对应饱和温度的蒸汽。 或者说一定温度下，压力等于饱和蒸汽压的蒸汽。 湿蒸汽饱和蒸汽与饱和液体的机械混合物。 饱和液体一定压力下，温度等于对应饱和温度的液体。 或者说一定温度下，压力等于饱和蒸汽压的液体。 未饱和液体一定压力下，温度低于对应饱和温度的液体。 或者说一定温度下，压力高于饱和蒸汽压的液体。 饱和线、三相线和临界点p v饱和气线三相线饱和液线饱和固线T临界点一点两线三区五态使未饱和液达到饱和状态的途径p-v图，T-s图上的水蒸气定压加热过程一点，二线，三区，五态66-44水和水蒸气的状态参数?1.零点规定三相点液态水热力学能及熵为零tp tp611.2Pa,273.16K pT?2.温度为0.01、压力为P P的过冷水三相点液态水压缩得到热力学第一定律w01.忽略水的可压缩性；2.水的比体积不变；3.温度不变。 u0=0q=0可逆过程s0=0压力不高时，h h000?3.温度为tt、压力为P P的饱和水温度为0.01，压力为p p的过冷水在定压下加热至tt得到?soTKpp CptdT ch h16.273,01.0,?4.压力为p p的干饱和蒸汽p h”3MPa临临界界点点h”h?汽化潜热?v v p uuh h s s Ts?热力学能的增量膨胀功h”，h，和和?的变化趋势示于图中?5.压力为p p的湿饱和蒸汽因为是两相混合物，需用干度x确定其状态v lvmmmx?任一比参数y（如如u、h、s、v等等）可由下式计算?1y xxy yx?6.压力为p p的过热蒸汽在饱和蒸汽的基础上继续加热，即得过热蒸汽。 参数满足以下基本关系,u s h vt ushv ts?过热度st tt?过热热量h hqsur?6-5水蒸气的表和图1.水蒸气表（饱和水和干饱和蒸汽表、未饱和水和过热蒸汽表）2.T-S图优点便于循环分析分为湿区和过热区；定干度线、定压线等。 缺点热量和功以面积表示计算不便sT C3.水蒸气的h-s图湿蒸汽区定压线定温线二区过热蒸汽区湿蒸汽区三线定压线定干度线定温线粗红线为界h-s图优点用线段的长度表示热量和功；分为过热蒸汽区和湿蒸汽区；定压线、定干度线、定温线。 湿蒸汽区定压线定温线定压过程热量=焓差；绝热过程技术功=焓差锅炉蒸气产生水蒸气在汽轮机中膨胀6-6水蒸气的热力过程任务确定初终态参数，计算过程中的功和热在p-v、T-s、h-s图上表示热力过程p sT v水蒸气的基本过程分析步骤根据初态的两个参数（p,t），（p,x）或（t,x）从表或图中查得其它参数根据过程特征和一个终态参数确定终态，再从表或图上查得其它参数根据求得的初、终态参数计算q，w等注意理想气体过程的区别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tq dh w?q duw?w pdv?tw vdp?q Tds?iso0ds?pv RT?()u fT?()h fT?22p11ln lnTps c RT p?p vR?p1kc Rk?v11c Rk?可逆水蒸气的定压过程q=?hwt=0342p v1q hvdp?例锅炉中，水从30，4MPa,定压加热到450q=h2-h1t s(4MPa)=250.33锅炉、换热器水蒸气的定压过程例水从30，4MPa,定压加热到450q=h2-h12T sh s2h1=129.3kJ/kg h2=3330.7kJ/kg h2h1134143=3201.4kJ/kg水蒸气的绝热过程p12p vp2不可逆过程汽轮机、水泵12可逆过程s1212q=0t12w h hh?水蒸气的绝热过程汽轮机、水泵q=0t12w hh?212T s不可逆过程可逆过程st12w hh?p1p2水蒸气的绝热过程汽轮机、水泵q=0t12w hh?h s不可逆过程可逆过程st12w hh?p1p221h1h2h22透平内效率12oi