水蒸汽的热力性质和热力过程PPT学习教案

1、会计学1 水蒸汽的热力性质和热力过程水蒸汽的热力性质和热力过程 RTbv v a p)( 2 范德瓦尔方程 实际气体的热力学能和焓不仅是温度的函数，且与体积有 关，所以比热容也是温度和体积的函数。 Rcc vp 水蒸汽的热力学能、焓和熵通过查图和表求得。 实际气体的状态方程 ： 理想气体： RTpv )(Tuu 水蒸汽：-实际气体（不能用理想气体的状态方程 ） 第1页/共20页 汽化和液化 汽化 蒸发 沸腾 饱和蒸汽饱和蒸汽 饱和饱和 水水 饱和状态饱和状态 相应的温度和压力称为饱饱 和温度（和温度（ts）和饱和压力饱和压力 ，两者一一对应。 ts =f(P) 第2页/共20页 容器中装有1k

2、g水 ， MPap1 . 0C0 a tkgmva 3 001. 0 0 a v p v T s 100 v ab a b 100 x v 100 v cd dc 1 0 0 v e e 第3页/共20页 ssxsss” Ts va v v” vx vs0 p T a bc e d eba v c d 五个状态五个状态： （1）a：未饱和水：未饱和水（过冷水），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 )。 第5页/共20页 三个阶段：三个阶段： 1）定压预热阶段定压预热阶段a-b：未饱和水变为饱和水。比液体热： 2）定压汽化阶段定

3、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）定压过热阶段定压过热阶段d-e：饱和蒸汽变成过热蒸汽，比过热热： S t oopl assabhhdtcq 0 面积 bssbdhhr 面积 dsdeshhdtcq t t p S 面积 sup ssxsss” Ts va v v” vx vs0 p T a bc e d eba v c d 第6页/共20页 x=0 x=0 x=1 x=1 p 0 vs T 0 CC 湿蒸汽区湿蒸汽区 湿蒸汽区湿蒸汽区 过热蒸汽区过热蒸汽区过热蒸汽区过热蒸汽区 未饱和水区未饱和水区 未饱和水区未饱和水区 1、一点二线

4、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。 第7页/共20页 ssxsss” Ts va v v” vx vs0 p T a bc e d eba v c d （1）饱和水（饱和温度、饱和压力）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）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）液体热、过热热、汽化潜热、干度、临界点 （4）

5、 一点、两线、三区、五态一点、两线、三区、五态 p 0 vs T 0 x=1 x=1 x=0 x=0 CC 湿蒸汽区湿蒸汽区 湿蒸汽区湿蒸汽区 过热蒸汽区过热蒸汽区过热蒸汽区过热蒸汽区 未饱和水区未饱和水区 未饱和水区未饱和水区 第8页/共20页 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一、饱和水与饱和水蒸气表 1. 1. 按温度排列，按温度排列，附表2 tp, v，h，s， v”，h”，s” 2. 2. 按压力排列，按压力排列，附表3 pts, v，h，s， v”，h”，s” 湿蒸汽： v，h，s v”，h”，s” x x v x h x s 二、未饱和水与过热水

6、蒸气表二、未饱和水与过热水蒸气表 t，p v， h， s u=h-pv 第9页/共20页 1、确定状态 已知（p，t） ts t ts 过热蒸汽 t ts 未饱和水 已知（p，v） v,v” vv v” 湿蒸汽 v v” 过热蒸汽 x Sx，hx 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。 第10页/共20页 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96. 0 vv vv x h=640.1kJ/kg，h”=2748.5kJ/kg s=

7、1.8604kJ/(kgK)，s”=6.8215kJ/(kgK) kgkJhxxhhx/78.26631 .640)96. 01 (5 .274896. 0)1 ( )/(6231. 68604. 1)96. 01 (8215. 696. 0)1 (KkgkJsxxssx kgkJpvhu xx /78.24831036. 0105 . 078.2663 36 第11页/共20页 h s 一、定压线定压线：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。 T s h p X=1 X=0 C 二、定温线定温线：在湿蒸汽区

8、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。 因T-sT-s图分析循环有优点，但图分析循环有优点，但 用于计算不方便；用于计算不方便；而h-sh-s图用图用 作数值计算很方便。作数值计算很方便。 第12页/共20页 目的：1）初、终状态参数； 2）过程功、热量以及焓、熵的变化量。 wuq t whq pvuh hq p uqv 2 1 pdvw pvdwt 2 1 2 1 Tdsq 可逆过程 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

9、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 。 第13页/共20页 0 2 1 pdvwv 21 2 1 , ppvvdpw vt 体积功 技术功 121211122212 ppvhhvphvphuuqv 二、定压过程二、定压过程（p= 常数常数 ) 12 2 1 vvppdvw p 0 2 1 , vdpw pt 体积功 技术功 12111222 1212 2 1 12 hhvpuvpu vvpuupdvuuq p p1 x=1 h s 2t2 1 x1 第14页/共20页 四、绝热过程四、绝热过程（s = 常数常数 ) 2 1 12 ssTT

10、dsqT 单位质量热量 ： 11122212 121212 )( vphvphssT uussTuuqw TT )( 121212, hhssThhqw TTt 体积功： 技术功： )()()( 2221112112 vphvphuuuuqw ss 2112, )(hhhhqw sst 体积功： 技术功： 第15页/共20页 h s p2 p1 t1 1 3 2 21, hhw st 1-2可逆过程 ： 1-3不可逆过 程： 31 , hhw st 21 31 , , hh hh w w st st oi 绝热效率（相对内效率）：绝热效率（相对内效率）： 第16页/共20页 h s p2 p1

11、 t1 1 2 解：可逆过程1-2 ： P1，t1 h1=3317kJ/kg， s1=6.8204kJ/(kgK) s2=s1= 6.8204kJ/(kgK) P 2 s2=0.4762kJ/(kgK)，s2”=8.3952kJ/(kgK) h2=137.77kJ/kg，h2”=2561.2kJ/kg 801. 0 22 22 ss ss x kgkJhxxhh/207977.137)801. 01 (2 .2561801. 0)1 ( 222 kgkJhhwt/123820793317 21 第17页/共20页 2 h s p2 p1 t1 1 2 不可逆过程1-2： kgkJwhh kgk

12、Jhhww toi toit /220312389 . 03317 /1114 1 2 2 1 P 2 s2=0.4762kJ/(kgK)，s2”=8.3952kJ/(kgK) h2=137.77kJ/kg，h2”=2561.2kJ/kg 852. 0 22 2 2 2 ; hh hh x )/(22321. 7)1 ( 2 22 2 2 KkgkJsxsxs )/(4028. 0 1 2 KkgkJsssg 第18页/共20页 （1）汽化、凝结（）汽化、凝结（2）饱和状态（饱和温度、饱和压力）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）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）液体热、过热热、汽化潜热、干度、临界点 （5） 一点、两线、三区、五态一点、两线、三区、五态 蒸汽的蒸汽的P-VP-V图、图、T-ST-S图图( (一点、两线、三区、五态一点、两线、三区、五态) （3 3）水蒸气表）水蒸气表 a a、饱和水（用、饱和水（用 表示）和饱和水蒸汽表（用表示）和饱和水蒸汽表（用”表示）表示） b b、未饱和水和过热水蒸气表、未饱和水和过热水蒸气表( (热力学能用热力学能用 U=h-PV U=h-PV 来计算来计算) ) c c、湿蒸汽用：、湿蒸汽用：Y x = X YY x = X Y” +