水蒸气相变及定压产生过程精选PPT.ppt

关于水蒸气相变及定压产生过程第1页，讲稿共36张，创作于星期二2一、气化气化蒸发：通过液体表面进行的气化现象，可以在任 何温度下进行。沸腾：在液体的内部和表面同时发生的剧烈汽 化现象。第2页，讲稿共36张，创作于星期二3冷却塔的原理：需冷却的水在水塔顶部通过管道向下喷洒，另外水塔壁有吹风机，吹风机把空气吹入，而顶部有一个很大的抽风机，把空气抽出塔顶，从而利于气流流动，加速水的降温。第3页，讲稿共36张，创作于星期二4二、液化1)定义：物质从气态转变为液态的过程叫做液化，也 可称为凝结。结论:液化是放热过程。反之，汽化是吸热过程。液化放热实例：（1）被100的水蒸气烫伤比100的开水烫伤往往要严重得多水蒸气液化时要放出大量的热；（2）冬天手上哈气口腔中的水蒸气液化放热让手变暖。（3）用水壶烧水时壶口上的白气水蒸气液化成的小水滴第4页，讲稿共36张，创作于星期二5 pts饱和液体饱和液体饱和蒸气饱和蒸气饱和状态饱和状态：汽液两相的分子数保持一定的数量而处于：汽液两相的分子数保持一定的数量而处于 动态平衡状态。动态平衡状态。饱和压力饱和压力ps、饱和温度饱和温度ts：水蒸气：水蒸气：ps0.101325 MPa，ts=100 C三、饱和状态饱和状态：饱和状态：饱和蒸汽：饱和状态下的蒸汽；饱和水：饱和状态下的水。第5页，讲稿共36张，创作于星期二61)1)水变为蒸汽有两种方法：水变为蒸汽有两种方法：dp=0 dp=0，t t ；dt=0,p dt=0,p 。2 2）蒸汽变为水的两种方法：）蒸汽变为水的两种方法：dp=0 dp=0，t t ；dt=0,p dt=0,p 。三、水与水蒸气的相变方法电厂的举例：给水泵、凝结水泵以及锅炉汽包。第6页，讲稿共36张，创作于星期二7 第二节 水蒸气的定压产生过程第7页，讲稿共36张，创作于星期二8 ptts v水的定压加热过程：水的定压加热过程：未饱和水未饱和水a饱和水饱和水b湿饱和蒸气湿饱和蒸气c干饱和蒸气干饱和蒸气d过热蒸气过热蒸气e 预热阶段预热阶段 汽化阶段汽化阶段 过热阶段过热阶段第8页，讲稿共36张，创作于星期二9 ptts v水的定压加热过程：水的定压加热过程：湿饱和蒸气（湿蒸气）的湿饱和蒸气（湿蒸气）的干度干度x mv-湿蒸气中干饱和蒸气的质量湿蒸气中干饱和蒸气的质量 mw-湿蒸气中饱和水的质量湿蒸气中饱和水的质量 未饱和水未饱和水a饱和水饱和水b湿饱和蒸气湿饱和蒸气c干饱和蒸气干饱和蒸气d过热蒸气过热蒸气e汽化潜热汽化潜热J/kg过热度过热度第9页，讲稿共36张，创作于星期二10水的定压加热过程在水的定压加热过程在p-v图和图和T-s图上的表示图上的表示：饱和水线饱和水线饱和蒸汽线饱和蒸汽线临界点临界点临界状态临界状态水的临界状态水的临界状态 m3/kg 第10页，讲稿共36张，创作于星期二115-2 水蒸气的状态参数 水水在在临临界界压压力力或或高高于于临临界界压压力力下下定定压压加加热热到到临临界界温温度度时时，不不存存在在汽汽液液分分界界线线和和汽汽液液共共存存的的汽汽化化过过程程，再加热就直接成为过热蒸汽。再加热就直接成为过热蒸汽。一一般般情情况况下下，水水蒸蒸气气的的性性质质与与理理想想气气体体差差别别很很大大 ,为为了了便便于于工工程程计计算算，将将不不同同温温度度和和不不压压力力下下的的未未饱饱和和水水、饱饱和和水水、干干饱饱和和蒸蒸汽汽和和过过热热蒸蒸汽汽的的状状态态参数列成表或绘成线算图。参数列成表或绘成线算图。饱和水与饱和蒸气表饱和水与饱和蒸气表 分分为为以以温温度度为为序序（附附录录表表5 5）和和以以压压力力为为序序（表表6 6）两种。）两种。第11页，讲稿共36张，创作于星期二12第12页，讲稿共36张，创作于星期二13未饱和水与过热蒸气表未饱和水与过热蒸气表（附录表（附录表7 7）第13页，讲稿共36张，创作于星期二14 国国国国际际际际规规规规定定定定，蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽表表表表取取取取三三三三相相相相点点点点（即即即即固固固固、液液液液、汽汽汽汽三三三三相相相相共共共共存状态）液相水的热力学能和熵为零存状态）液相水的热力学能和熵为零存状态）液相水的热力学能和熵为零存状态）液相水的热力学能和熵为零。即：即：p=611.7 Pa，v=0.00100021 m3/kg,T=273.16 K,u=0 kJ/kg，s=0 kJ/(kgK)湿蒸汽的状态参数湿蒸汽的状态参数 1kg 湿湿蒸蒸汽汽是是由由x kgkg干干蒸蒸汽汽和和（1x）kg饱饱和和水水混合而成，混合而成，注注意意单位单位第14页，讲稿共36张，创作于星期二155-3 水蒸气的基本热力过程分析目的分析目的：分析步骤分析步骤：了了解解过过程程中中水水蒸蒸气气的的状状态态变变化化规规律律，确确定定过过程中水蒸气与外界的能量交换。程中水蒸气与外界的能量交换。(1)根根根根据据据据给给给给定定定定条条条条件件件件，在在在在水水水水蒸蒸蒸蒸气气气气表表表表中中中中查查查查出出出出初初初初态态态态的的的的其其其其它它它它参参参参数值数值数值数值;(2)根根据据初初态态和和过过程程特特点点以以及及终终态态的的一一个个参参数数值值，确定终态的其它参数值确定终态的其它参数值;(3)(3)根根根根据据据据热热热热力力力力学学学学基基基基本本本本定定定定律律律律，结结结结合合合合过过过过程程程程的的的的特特特特点点点点，计计计计算算算算过过过过程程程程中工质与外界交换的功量与热量。中工质与外界交换的功量与热量。中工质与外界交换的功量与热量。中工质与外界交换的功量与热量。第15页，讲稿共36张，创作于星期二16定容过程定容过程：第16页，讲稿共36张，创作于星期二17定温过程定温过程：第17页，讲稿共36张，创作于星期二18定压过程定压过程：第18页，讲稿共36张，创作于星期二19定熵过程定熵过程：在在热热工工计计算算中中，遇遇到到最最多多的的是是水水蒸蒸气气的的定定压压过过程程(如如锅锅炉炉中中水水蒸蒸气气的的产产生生与与冷冷凝凝器器中中水水蒸蒸气气的的凝凝结结)和和绝绝热热过过程程(蒸蒸汽汽机机或或汽汽轮轮机机中中水水蒸蒸气气的的膨膨胀胀作功过程作功过程)。第19页，讲稿共36张，创作于星期二20e.g.：P111 5-1，5-4作业：作业：P126 5-1，5-4第20页，讲稿共36张，创作于星期二215-4 湿空气的性质 湿空气：湿空气：含有水蒸气的空气。含有水蒸气的空气。干空气：干空气：完全不含水蒸气的空气。完全不含水蒸气的空气。在干燥、空气调节以及精密仪表和电绝缘的防潮等在干燥、空气调节以及精密仪表和电绝缘的防潮等对空气中的水蒸气特殊敏感的领域，则必须考虑空气中对空气中的水蒸气特殊敏感的领域，则必须考虑空气中水蒸气的影响。水蒸气的影响。湿空气中水蒸气的分压力很低，可视水蒸气为理想湿空气中水蒸气的分压力很低，可视水蒸气为理想气体。一般情况下，湿空气可以看作理想混合气体。根据气体。一般情况下，湿空气可以看作理想混合气体。根据道尔顿定律，湿空气的总压力等于水蒸气的分压力与干空道尔顿定律，湿空气的总压力等于水蒸气的分压力与干空气的分压力之和：气的分压力之和：第21页，讲稿共36张，创作于星期二221.未饱和湿空气与饱和湿空气未饱和湿空气与饱和湿空气 未饱和湿空气未饱和湿空气：饱和湿空气饱和湿空气：湿空气中的水蒸气未饱和，处于过湿空气中的水蒸气未饱和，处于过热状态，湿空气还能吸收水份。热状态，湿空气还能吸收水份。湿空气中的水蒸气已饱和，湿空气中的水蒸气已饱和，不能再吸收水份。不能再吸收水份。定温吸湿过程定温吸湿过程13 第22页，讲稿共36张，创作于星期二232.露点露点 露点露点：结露结露：湿空气中的水蒸气分压力湿空气中的水蒸气分压力pv v对应的饱和温度对应的饱和温度Td称称为为露点温度，露点温度，简称简称露点露点。定压降温到露点，湿空气中的水蒸气饱和，凝结成定压降温到露点，湿空气中的水蒸气饱和，凝结成水（过程水（过程12）。）。结霜结霜：第23页，讲稿共36张，创作于星期二243.绝对湿度、相对湿度和含湿量绝对湿度、相对湿度和含湿量 湿度湿度：湿空气中水蒸气的含量。：湿空气中水蒸气的含量。（1 1）绝对湿度绝对湿度 1m3的湿空气中所含水蒸气的质量称为湿空气的的湿空气中所含水蒸气的质量称为湿空气的绝绝对湿度对湿度，即湿空气中水蒸气的密度：，即湿空气中水蒸气的密度：饱和湿空气饱和湿空气的的绝对湿度绝对湿度达到最大值达到最大值水蒸气的气水蒸气的气体常数：体常数：第24页，讲稿共36张，创作于星期二25（2 2）相对湿度相对湿度 湿空气的绝对湿度湿空气的绝对湿度 与同温度下饱和湿空气的与同温度下饱和湿空气的绝对湿度绝对湿度 之比称为湿空气的之比称为湿空气的相对湿度。相对湿度。饱和湿空气饱和湿空气干空气干空气未饱和湿空气未饱和湿空气相对湿度越小，空气越干燥，吸水能力越强；相对相对湿度越小，空气越干燥，吸水能力越强；相对湿度越大，空气越湿润，吸水能力越低。湿度越大，空气越湿润，吸水能力越低。第25页，讲稿共36张，创作于星期二26（3 3）含湿量含湿量 在湿空气中，与单位质量干空气共存的水蒸气的质在湿空气中，与单位质量干空气共存的水蒸气的质量，称为湿空气的量，称为湿空气的含湿量含湿量或或比湿度比湿度。kg/kg(干空气干空气)据理想气体状态方程：据理想气体状态方程：第26页，讲稿共36张，创作于星期二274.湿空气的相对分子质量、气体常数及密度湿空气的相对分子质量、气体常数及密度干空气的干空气的相对分子质量相对分子质量:水蒸气的水蒸气的相对分子质量相对分子质量:湿空气的湿空气的平均相对分子质量平均相对分子质量:第27页，讲稿共36张，创作于星期二28湿空气的湿空气的气体常数气体常数 湿空气的湿空气的密度密度:每立方米湿空气所具有的质量。每立方米湿空气所具有的质量。第28页，讲稿共36张，创作于星期二295.湿空气的焓湿空气的焓 湿空气的湿空气的焓：焓：湿空气的湿空气的比焓：比焓：kJ/kg（干空气）（干空气）工程上，取工程上，取0 C时干空气、饱和水的焓为零，即时干空气、饱和水的焓为零，即 ha=0 、hv=0温度温度t下干空气和水蒸气的焓分别为下干空气和水蒸气的焓分别为温度温度t下干湿空气的焓为下干湿空气的焓为kJ/kg（干空气）（干空气）第29页，讲稿共36张，创作于星期二306.湿空气的湿空气的焓湿图焓湿图 湿空气的湿空气的焓焓-湿图湿图是湿空气工程计算的重要工具。是湿空气工程计算的重要工具。（1 1）定焓线簇定焓线簇 h0、h1、h2、h3（2 2）定含湿量线簇定含湿量线簇 d1、d2、d3（3 3）定温线簇定温线簇 t0、t1、t2、t3（4 4）定相对湿度线簇定相对湿度线簇 1、2、3 第30页，讲稿共36张，创作于星期二31第31页，讲稿共36张，创作于星期二325-5 湿空气的基本热力过程 1.加热吸湿过程加热吸湿过程 工程上的干燥处理过程，如谷物、木材、药材、纺织品、工程上的干燥处理过程，如谷物、木材、药材、纺织品、食品、造纸等许多烘干工艺。食品、造纸等许多烘干工艺。人人工工干干燥燥方方法法：利利用用未未饱饱和和湿湿空空气气来来吸吸收收被被干干燥燥物物体体的水分，达到干燥的目的。的水分，达到干燥的目的。为为了了提提高高湿湿空空气气的的吸吸湿湿能能力力，通通常常先先对对湿湿空空气气进进行行加加热热。由由于于加加热热过过程程中中湿湿空空气气的的含含湿湿量量不不变变，但但随随着温度升高，相对湿度降低，湿空气的吸湿能力增强。着温度升高，相对湿度降低，湿空气的吸湿能力增强。第32页，讲稿共36张，创作于星期二33在在焓焓-湿图中湿图中湿空气的加热过程如湿空气的加热过程如12所示。所示。加热后的湿空气送入干加热后的湿空气送入干燥室吸收被干燥物料的水份。燥室吸收被干燥物料的水份。如果忽略干燥室与外界的热如果忽略干燥室与外界的热量交换，物料中水份蒸发所量交换，物料中水份蒸发所吸收的潜热完全来自湿空气，吸收的潜热完全来自湿空气，因此物料干燥过程对湿空气因此物料干燥过程对湿空气来说是来说是绝热加湿过程，绝热加湿过程，湿湿空气的空气的含湿量含湿量d 和和相对湿相对湿度度 增加，其焓值基本不变，增加，其焓值基本不变，如如23所示。所示。第33页，讲稿共36张，创作于星期二342.冷却去湿过程冷却去湿过程 湿空气被冷却时，温度湿空气被冷却时，温度降低。在温度降至降低。在温度降至露点露点前其前其含湿量含湿量保持不变，保持不变，相对湿相对湿度度逐渐增加。当逐渐增加。当相对湿度相对湿度达到达到1时，湿空气饱和，时，湿空气饱和，如果再继续冷却，则析出如果再继续冷却，则析出水份，过程将沿着的饱和水份，过程将沿着的饱和曲线向含湿量减少、温度曲线向含湿量减少、温度降低的方向进行，如降低的方向进行，如12所示。所示。第34页，讲稿共36张，创作于星期二355-6 干湿球温度计 干湿球温度计干湿球温度计由两个温度计构成，如图所示。由两个温度计构成，如图所示。如果将如果将干湿球温度计干湿球温度计置于通风良好的置于通风良好的湿空气中，由于湿空气中，由于湿球温度计湿球温度计上湿布的水分上湿布的水分蒸发蒸发,吸收汽化潜热，使湿纱布中的水温降吸收汽化潜热，使湿纱布中的水温降低，湿球温度计读数下降。当水分蒸发所低，湿球温度计读数下降。当水分蒸发所需要的热量等于周围空气所传给的热量时，需要的热量等于周围空气所传给的热量时，湿球温度计读书维持在某一数值不变，这湿球温度计读书维持在某一数值不变，这一温度值称为一温度值称为湿球温度湿球温度 tw。干球温度计干球温度计：测量空气温度：测量空气温度 t 湿球温度计湿球温度计:测量湿球温度测量湿球温度 tw第35页，讲稿共36张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第36页，讲稿共36张，创作于星期二