水和水蒸汽性质

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1、第七章水和水蒸气的性质基本知识点水蒸气的产生过程、水蒸气状态参数的确定、水蒸气图表的结构和应用、水蒸气在热力过程中功量和热量的计算。本章重点：工业上水蒸气的定压生成过程，学会使用水蒸气热力学性质的图表，并能熟练的运用于各种热力过程的计算。水和水蒸气是实际气体!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§7-1纯物质的热力学面及相图物质有三种聚集状态：固态

2、、液态、气态热力学面：以p,v,T表示的物质各种状态的曲面水的三态：冰、水、蒸汽水的热力学面两相区单相区气液固pvT六个区：三个单相区、三个两相区液--气固--气固--液pvT饱和线、三相线和临界点pv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：临界点三相线与临界点水的临界点状态饱和液线与饱和气线的交点气液两相共存的pmax,Tmax等温线是鞍点临界点水的三相线纯物质的p-T相图ppTT液液气气固固水一般物质三相点三相点临界点临界点流体流体升华线升华线凝固线凝固线汽化线汽化线思考题没有。t>37

3、4.16℃有3.有没有500ºC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℃的蒸汽？5.一密闭容器内有水的汽液混合物，对其加热，是否一定能变成蒸汽？纯物质的p-T相图ppTT液液气气固固水一般物质三相点三相点临界点临界点流体流体饱和线、三相线和临界点pv饱和气线三相线饱和液线饱和固线T临界点汽相和液相锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器过热器因固相不流动，更关心汽液两相冰蓄冷§7-2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)饱和状态：汽化与凝结的动态平衡汽化:由液态变成气态

4、的物理过程(不涉及化学变化)蒸发：汽液表面上的汽化饱和状态饱和状态：汽化与凝结的动态平衡饱和温度Ts饱和压力ps一一对应放掉一些水，Ts不变，ps？Tspsps=1.01325barTs=100℃青藏ps=0.6barTs=85.95℃高压锅ps=1.6barTs=113.32℃纯物质的p-T相图ppTT液液气气固固水一般物质三相点三相点临界点临界点流体流体汽化线汽化线§7-3水蒸气的定压发生过程ttsvv’’未饱和水饱和水饱和湿蒸汽饱和干蒸汽过热蒸

5、汽hh’’ss’’水预热汽化过热水蒸气定压发生过程说明(1)(2)只有熵加热时永远增加(3)理想气体实际气体汽化时，T＝Ts不变，但h增加汽化潜热(4)未饱和水过冷度过冷水过热蒸汽过热度sp-v图，T-s图上的水蒸气定压加热过程一点，二线，三区，五态等压线上饱和态参数ptsv’(bar)v’’s’s’’kJ/(kg.K)0.0061120.010.00100022206.1750.09.15621.099.630.00104341.6946

6、1.30277.36085.0151.850.00109280.374811.86046.821550.0263.920.00128580.039412.92095.9712221.29374.150.003260.003264.4294.429(bar)(℃)bdbd定压加热线与饱和液线相近的说明当忽略液体cp变化，不同的p，液体近似不可压，v不变对每个不变的T§7-4水和水蒸气状态参数及其图表状态公理：简单可压缩系统，两个独立变量未饱和水及过热蒸汽，一般已知p、T即可饱和水和干饱和蒸汽，只需确定p或T湿饱和蒸汽，p和T不独

7、立，汽液两相1875年，吉布斯提出了吉布斯相律水和水蒸气状态参数确定的原则1、未饱和水及过热蒸汽确定任意两个独立参数，如：p、T2、饱和水和干饱和蒸汽确定p或T3、湿饱和蒸汽除p或T外，其它参数与两相比例有关两相比例由干度x确定定义干饱和蒸汽饱和水对干度x的说明：x=0饱和水x=1干饱和蒸汽0≤x≤1在过冷水和过热蒸汽区域，x无意义湿饱和蒸汽区状态参数的确定如果有1kg湿蒸气，干度为x,即有xkg饱和蒸汽，(1-x)kg饱和水。已知p或T(h’,v’,s’,h’’,v’’,s’’)+干度xh,v,s水和水蒸气表两类2、未饱和水

8、和过热蒸汽表1、饱和水和干饱和蒸汽表饱和水和饱和水蒸气表（按温度排列）饱和水和饱和水蒸气表（按压力排列）饱和参数未饱和水和过热蒸汽表（节录）表的出处和零点的规定原则上可任取零点，国际上统一规定。但原则上不为0，对水：表依据1963年第六届国际水和水蒸气会议发表的国际骨架表编制