气体和蒸汽的性质(3-4-7).ppt

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1、3-4水蒸气的饱和状态和相图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一、汽化与凝结汽化:物质由液态转变为气态的过程。蒸发：在液体表面进行的汽化过程沸腾：在液体表面及内部进行的强烈汽化过程。凝结：物质由气态转变为液态的过程。凝结的速度取决于空间蒸气的压力。二、饱和状态(Saturatedstate)饱和状态液体分子脱离其表面的汽化速度气体分子回到液体中的凝结速度＝这时液体与蒸气

2、处于动态平衡状态，称为饱和状态饱和液体饱和蒸气饱和温度和饱和压力处于饱和状态的气、液温度相同，称为饱和温度ts，蒸汽的压力称为饱和压力psts上升，ps上升；ps上升，ts上升。结论：一定的饱和温度对应于一定的饱和压力，反之也成立，即两者间存在单值关系。三相点固、液、气三相共存的状态1)当压力低于ptp时，液相不可能存在，而只可能是气　　相或固相。ptp称为三相点压力，对应的饱和温度ttp称为三相点温度。2)三相点温度和压力是最低的饱和温度和饱和压力。3)各种物质在三相点的温度与压力分别为定值，但比体积则随固、液、气三相的混合比例不同而异。水的三相点温度和压力值：物质有三种聚集状态：固态、

3、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3-5水的汽化过程和临界点水的定压加热汽化过程工业上所用的水蒸气都是在定压加热设备中产生的。一般经过三个阶段：预热阶段汽化阶段过热阶段几个名词饱和液(saturatedliquid)—处于饱和状态的液体：t=ts干饱和蒸汽(dry-saturatedvapor;dryvapor)—处于饱和状态的蒸汽：t=ts未饱

4、和液(unsaturatedliquid)—温度低于所处压力下饱和温度的液体：tts,t–ts=d称过热度(degreeofsuperheat)。湿饱和蒸汽(wet-saturatedvapor;wetvapor)—饱和液和干饱和蒸汽的混合物：t=ts使未饱和液达饱和状态的途径：水蒸气定压发生过程图及其原理预热阶段饱和水未饱和水（过冷水）状态及状态参数：这个阶段所需的热量称为液体热ql汽化阶段干饱和蒸汽饱和水湿(饱和)蒸汽这个阶段所需的热量称为汽化潜热g湿饱和蒸汽：饱和水与饱和蒸汽混合物干度（dryness）（

5、湿度y=1–x）x01饱和液湿饱和蒸汽干饱和蒸汽定义：湿蒸汽中干饱和蒸汽的质量分数，用w或x表示。过热阶段过热蒸汽干饱和蒸汽这个阶段所需的热量称为过热热qsup。t-ts称为过热度相变图水定压加热汽化过程的p-v图及T-s图一点临界点两线上界限线下界限线三区液汽液共存汽五态未饱和水饱和水湿蒸汽干饱和蒸汽过热蒸汽分析：p-v图中可以看出：影响v的主要是P和T：对液态而言，T对v的影响比P的影响大，因而当P增加时，对应的饱和温度增加，则饱和液体的比体积增大；对汽态而言，正好相反，因而，随着P的增加，饱和蒸汽的比体积减小；饱和液体线与饱和蒸汽线必相交于一点C(临界点)临界点：当t>tcr时，无论

6、压力如何增加都不可能液化水的临界参数：一点：二线：三区：五态：一点二线三区五状态临界点上界线和下界线液态区、湿蒸汽区、过热区未饱和水、饱和水、湿蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽3-6水和水蒸气的状态参数水及水蒸气的参数计算中不必求其绝对值，仅求其增量或减少量，故可规定一任意起点。国际水蒸气会议规定，水的三相点即273.16K的液相水作为基准点，规定其热力学能及熵为0，即对于t0=ttp=0.01°C、p0=ptp=611.659Pa的饱和水有：一、零点规定忽略水的压缩性，即比体积v不变，又温度不变，则:uo=u0’=0,w=0q=0熵也不变，so=so’=0,h0=uo+p0v0=0（压力不高时

7、）二、温度为0.01℃、压力为p的过冷水三、温度为t、压力为p的饱和水饱和水状态：在压力与温度较高时，水的cp变化不大，且h’0也不能再认为零，故不能用上两式计算ql和s’.随压力的升高而增大（当水温度小于100℃时，平均比热容cp≈4.1868kJ/(kg·K)）四、压力为p的干饱和蒸汽加热饱和水，全部汽化后成为压力为p、温度为ts的干饱和蒸汽，其各参数以v’’、h’’、s’’、u’’表示。汽化潜热为：增加热力学能的热