第七章 水蒸汽

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1、第七章水蒸汽水蒸气作为工质最早广泛使用的工质：容易获得热力性质适宜特点：离液态近，不能视为理想气体!!§7－1关于水蒸气的几个概念化学成分均匀一致的物质系统相物质内部性质均匀一致的某种聚集体复相系举例：同一物质的汽液共存系统(如油水混合物)单元系由单一成分构成的物质系统典型单元系举例：1atm，0℃下，冰、水混合物1atm，100℃，水，蒸汽混合物纯物质1、单元系相变的一般特征单元系相变统称为一级相变相变时体积要发生变化伴随有相变潜热。相变时的体积变化和相变潜热的大小与发生相变的具体条件有关一定压力下，相变潜热一定1、汽液相变的若干概念1.汽化（vaporization）物质由液态变为

2、汽态的过程称为汽化。汽化蒸发（evaporation）：特指发生在液体表面的汽化过程，可在任何温度下发生。沸腾（boiling）：汽化在液体内部和表面发生的强烈的气化过程，并产生大量气泡产生。沸腾过程只在沸点下才会发生。2.凝结（condensation）物质由汽态转变为液态的过程称为凝结。又称液化现象，是汽化的反过程3.汽化潜热（latentheatofvaporation）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。1、汽液相变的若干概念4.饱和（saturation）现象一定条件下，当液化和汽化过程达到动态的平衡，物质汽液两相的质量各自保持不变时，称

3、这时的系统为饱和状态。饱和状态下的液体称为饱和液体（saturatedliquid）,蒸汽则称为饱和蒸汽（saturatedsteamorvapor）.例如：处于平衡状态的汽液混合物沸腾中的液体1、汽液相变的若干概念5.饱和蒸汽压饱和状态下的蒸汽压力，亦即液体沸腾时所产生的气泡中的蒸汽压力称为饱和蒸汽压。对应一定的温度应有一定的饱和蒸汽压；饱和蒸汽压随温度的升高而增大反之：一定的压力对应一定的饱和温度（ts）；1、汽液相变的若干概念2、安德鲁试验对水在不同的压力下进行定压加热3、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

4、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。3、安德鲁试验结果0Tp三相点临界点固气液

5、CABTtp4、三相点（triplepoint）纯物质的汽液固三相平衡共存时的状态称为三相点。ATtp——升化曲线BTtp——溶解曲线CTtp——汽化曲线A：三相点ptp=611.659PaTtp=273.16K5、临界点当温度超过一定值tc时，汽相与液相间无差别。tc称为临界温度，与临界温度相对应的饱和压力pc称为临界压力。水：tc＝373.99℃，Pc＝22.064MPa§7－2水的定压加热汽化过程1、水的定压汽化三阶段未饱和水的定压预热阶段ab，发生在液相区饱和水的定压汽化阶段bd，发生在液—汽两相区饱和蒸汽的定压过热阶段de，发生在汽相区2、定压汽化过程的P-v图I：过冷水区I

6、I：湿蒸气区III：过热蒸气区三区：一点：临界点C二线：1‘-2’-C：饱和水线1“-2”-C：饱和蒸气线五态：过冷水；饱和水；湿饱和蒸气；干饱和蒸气；过热蒸气vpCpcrIIIIII1‘2‘1“2“T=Tcr3、定压汽化过程的T-s图sTC1‘1“2‘2“IIIIIITcrp=pcrI：过冷水区II：湿蒸气区III：过热蒸气区三区：一点：临界点C二线：1‘-2’-C：饱和水线1“-2”-C：饱和蒸气线五态：过冷水；饱和水；湿饱和蒸气；干饱和蒸气；过热蒸气未饱和水的定压饱和阶段水的状态压缩水压力高于水温对应的饱和压力过冷水温度低于水压对应的饱和温度；过冷度未饱和水上述两种未达到饱和状态

7、的水的统称饱和水的定压汽化阶段汽化潜热γ定压汽化过程所需的热量干度xmv：饱和蒸气质量ml：饱和水质量干饱和蒸汽的定压过热阶段过热蒸汽及过热度温度高于所处压力下的饱和温度的蒸汽。这两个温度之差为过热度。§7－3水和水蒸汽的状态参数从水蒸汽图表中查得按u＝h－pv计算1、图表法求状态参数：p,v,t,h,s,u2、物性软件ASMEpropertycodeUofOpropertycode~25种流体的全范围物性计算一、零点的规定按1963年的第六届