4-1水蒸气与湿空气

1、第四章、水蒸汽和湿空气2021-6-141电站锅炉蒸汽生产过程工质的参数如何变化？第四章、水蒸汽和湿空气2021-6-142沸水堆蒸汽生产过程压水堆蒸汽生产过程2021-6-143第四章、水蒸汽和湿空气液体汽化蒸发沸腾：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度下发生并伴随着大量汽泡产生的汽化现象。 2021-6-144汽化汽化液体分子挣脱液面进入蒸汽液体汽化的速度取决于 液体的温度。液化液化蒸汽分子进入液面蒸汽液化的速度取决于蒸汽的压力。饱和状态饱和状态：液体和蒸汽处于动态平衡的状态，此时，有：饱和温度ts(saturated temperature

2、)饱和压力ps(saturated pressure)饱和温度和饱和压力相互对应而不独立。2021-6-145svtttsvttssvtstttttpttttss过热度过热蒸汽干饱和蒸汽饱和水过冷水加热，湿饱和蒸汽加热，加热，. 4. 3. 2. 1,过冷水t=100 C p=10MPawaterwater饱和水t=311.086C p=10MPawatersteam湿饱和蒸汽t=311.086C p=10MPasteam饱和蒸汽t=311.086C p =10MPasteam过热蒸汽t =100 C p=10MPa2021-6-146T-s图（水蒸气定压形成过程）T-s图（水蒸气定压形成过程

3、）01002003004005006000246810s(kJ/kg.K)T(C)饱和水线干饱和蒸汽线定压加热2021-6-147(p-v )p-v图（水蒸气定压形成过程）051015202500.020.040.060.08v(m3/kg)p(MPa)饱和水饱和蒸汽定压汽化2021-6-1482021-6-149说明一点：临界点kgmvCtbarpccc/00317.015.37420.22132021-6-1410说明两线： 饱和水线 干饱和蒸汽线三区： 过冷水区 湿蒸汽区 过热蒸汽区五态：过冷水、饱和水、湿蒸汽、干饱和蒸汽、过热正气1kg饱和水定压加热汽化为干饱和蒸汽所需要的热量。1kg

4、 湿蒸汽中，含有 x kg 干饱和蒸汽和 (1-x)kg饱和水2021-6-1411单相气态物质，两个相互独立的状态参数可以确定其状态；汽、液共存的物质，温度和压力不相互独立；汽、液、固三相共存的时候，温度与压力是确定的数值。VapourLiquidSolidGasCritical PointTriplePointTP273.16 K4.58m m Hg相图：2021-6-1412零点的规定：由于热力计算中对于焓h 、内能u、熵 s只关心其相对数值变化，因此可以人为规定其零点。通常取水的三相点中液态水为基准点。规定三相点状态液态水的内能和熵为0。barpKTTPTP006112. 016.27

5、3三相点：2021-6-14131.按温度排列；、rsshhvvptss 2021-6-1414；、rsshhvvtpss 2.按压力排列2021-6-1415说明：1.内能u按u=h-pv计算。2.对于湿蒸汽，需要已知干度x 再计算参数。xssssxsxsxhhhhxhxhxvvvvxvxv 1112021-6-1416未饱和水和过热蒸汽表：需要p、t两个参数才能确定其它参数。凝汽器内的真空与环境温度的关系2021-6-14172021-6-1418 水蒸气的焓熵图水蒸气的焓熵图 C 临界点临界点 CA下界线下界线 CB上界线上界线 定压线定压线 定容线定容线 定温线定温线 定干度线定干度线

6、 湿蒸汽区的定压线湿蒸汽区的定压线就是定温线。就是定温线。 2021-6-14192021-6-1420焓熵（h-s）图应用：1.确定状态参数；2.定压加热量：q12=h2-h1；3.绝热膨胀的技术功：wt=h1-h2;h-s图050010001500200025003000350040000246810h(kJ/kg)s(kJ/kg.K)饱和水干饱和蒸汽定压线2021-6-1421水蒸气的基本热力过程水蒸气的基本热力过程由于水蒸汽是实际气体，因此计算中不能利用理想气体的状态方程，而需要利用水蒸汽图表来确定状态参数之间的关系。，定熵过程：；，定温过程：；，定压过程：；，定容过程：2121211

7、21212211200hhwuuwoqdsuqwssTTdsqCThhqvvppdvwCpuuqwCvt2021-6-1422水蒸气的基本热力过程水蒸气的基本热力过程2021-6-1423课堂练习利用水蒸气图表确定温度、压力、焓、熵和干度：1.t=500C，p=12MPa；2.p=12MPa的干饱和蒸汽；3.p=12MPa的饱和水；4.p=12MPa，t=100 C；5.p=12MPa，x=0.9。t500.00324.77324.77100.00324.77p12.0012.0012.0012.0012.00h3348.222685.041491.40427.992565.68s6.495.

8、493.501.305.29x1.001.000.000.000.902021-6-1424水蒸汽部分水蒸汽部分 小结小结4-5 湿空气的性质2021-6-14252012年荷兰艺术家Berndnaut Smilde发明室内人造云2021-6-14264-5 湿空气的性质湿空气是干空气干空气和水蒸气水蒸气的混合物。由于湿空气中水蒸汽的分压力较低，可视为理想气体，则湿空气是理想气体的混合物。avppp = 干空气 + 过热蒸汽，湿空气中，水蒸气的分压力小于湿空气的温度所对应的水蒸气的饱和压力：vsptt tppsv = 干空气 + 饱和蒸汽，湿空气中，水蒸气的分压力等于湿空气的温度所对应的水蒸气

9、的饱和压力：vsptt tppsv2021-6-1427使未饱和湿空气成为饱和湿空气有两种途径：定温加湿和定湿降温： 饱和湿空气定温加湿，：未饱和湿空气tppvpACsv饱和湿空气定湿降温，：未饱和湿空气vsptttABpvBCATsDPtACB ：湿空气中水蒸汽的分压力所对应的饱和温度称为是空气的路点，用tDP表示。2021-6-1428：每立方米湿空气中所含水蒸汽的质量(千克)，即湿空气中水蒸汽的密度：TRpvvvTRpvsv max：湿空气的绝对湿度和同温度下最大可能绝对湿度之比，称为湿空气的相对湿度，它表明湿空气的吸湿能力：svvpp 相对湿度的测量：干、湿球温度计法ttfw，：干球温

10、度：湿球温度ttw2021-6-1429：每千克干空气中所含有的水蒸气的克数干空气kggmmdavav/10001000vaavaavvRRppTRpTRpd1000100097.28181000sbsppp干空气kggpppdsbs/622avavvmamavMMppMRMRpp100010002021-6-1430vahdhh001. 0为基准点：取C0水蒸气干空气kgkJthkgkJthva/89. 12501/005. 1干空气kgkJtdth/89. 12501001. 0005. 12021-6-1431内容：定焓线(h)、定含湿量线(d)、定温度线(t)、定相对湿度线()。=100%曲线为饱和湿空气线。确定湿空气的露点：湿空气状态点所在的定 d 线与=100%的饱和湿空气线的交点对应的温度。hdt%1002021-6-14324-7 湿空气的基本热力过程：沿定湿线向上，含湿量d不变，焓增大，相对湿度减小，吸湿能力增强。hdt%100：吸湿过程接近定焓过程，沿定焓线向右下，焓不变，相对湿度增大，温度降低。：沿定湿线下降至=100%的饱和湿空气线，再沿饱和湿空气线向左下，温度降低，焓降低，焓湿量d降低。2021-6-1433例题某车间内空气的压力为pb=101325Pa，温度t=38 C ，相对湿度= 60%，计算湿空气中水蒸气的分压力pv、湿空气的露点温度tDP、含湿