第七讲水蒸气的热力性质和热力过程PPT讲稿.ppt

第七讲水蒸气的热力性质和热力过程第七讲水蒸气的热力性质和热力过程第1页，共31页，编辑于2022年，星期二第一节第一节 概述概述 一、水蒸气不适于理想气体状态方程水蒸气离液态不远，而且伴随物质聚态的变化实际气体的热力学能不仅是温度的函数，还是比体积的函数。实际气体的状态方程：第2页，共31页，编辑于2022年，星期二实际气体的比热容：第3页，共31页，编辑于2022年，星期二第二节第二节第二节第二节 水的定压汽化过程与水蒸汽的水的定压汽化过程与水蒸汽的水的定压汽化过程与水蒸汽的水的定压汽化过程与水蒸汽的 图和图和图和图和 图图图图 一、饱和温度和饱和压力当水和蒸汽的温度和压力不再变化时，从水中飞出的分子与从蒸汽中飞入水中的分子数达到动态平衡，对应于温度 时，平衡时的压力称为饱和压力。第4页，共31页，编辑于2022年，星期二蒸发的条件：水蒸汽的分压力小于相应温度下水的饱和压力。给定压力下，对应有一个水和水蒸汽的饱和温度：沸腾的条件：水温达到给定压力下的饱和温度。第5页，共31页，编辑于2022年，星期二二、水的定压汽化过程1 水，压力 ，初始温度 ，这时水的比体积为 ，第6页，共31页，编辑于2022年，星期二水在定压加热的时候，比体积略有增加，表现为点 自左向右移动；水温不断上升，焓和熵增加。第7页，共31页，编辑于2022年，星期二1.定压预热阶段：比液体热：2.定压汽化阶段：比汽化潜热 第8页，共31页，编辑于2022年，星期二湿饱和蒸汽：饱和水完全汽化之前，饱和水与水蒸汽的混合物。3.定压过热阶段：过热度：比过热热：第9页，共31页，编辑于2022年，星期二干度：湿蒸汽中含饱和蒸汽 。第10页，共31页，编辑于2022年，星期二三、水蒸汽的三、水蒸汽的 图和图和 图图第11页，共31页，编辑于2022年，星期二第三节第三节 水蒸气表水蒸气表(1)未饱和水区(2)湿蒸汽区(3)过热蒸汽区一、饱和水与饱和水蒸汽表 1.按温度排列：2.按压力排列：对于湿蒸气，先根据附表2和3查出饱和水和饱和蒸气的参数，用干度计算。第12页，共31页，编辑于2022年，星期二二、未饱和水与过热水蒸汽由附表4查出未饱和水和过热水蒸汽的例6-1 有一种说法：“过冷水一定很冷，过热水蒸汽一定很热”，试用水蒸汽表对此加以评论。第13页，共31页，编辑于2022年，星期二例6-2：某锅炉产生的蒸汽，试确定其所处状态，并求出其温度、比焓、比热力学能和比熵的数值。第14页，共31页，编辑于2022年，星期二干度：比焓值为：比热力学能：第15页，共31页，编辑于2022年，星期二温度：例 在压力 下，对水进行定压加热，当其温度分别为 和 ，试确定其所处的状态。解：时，时，为未饱和水，过冷度第16页，共31页，编辑于2022年，星期二第四节第四节 水蒸气的水蒸气的 图图焓-熵图 定压过程的热量和绝热过程的技术功可用纵坐标上线段的长度来表示。第17页，共31页，编辑于2022年，星期二一、定压线定压预热阶段，定压线向上凹；定压汽化阶段，定压线为直线；过热阶段，定压线向上凹。定压线簇向右上方呈发散状。第18页，共31页，编辑于2022年，星期二二、定温线在湿蒸汽区定压线即定温线；在过热蒸汽区，定温线为向右上凸的曲线。三、定干度线湿蒸汽区不同定压线上干度相同的状态点的连线 第19页，共31页，编辑于2022年，星期二例6-4：如图6-6所示，在湿蒸汽区任一定压线段BD内取一点M，则该点的干度 试证明之。第20页，共31页，编辑于2022年，星期二第五节第五节 水蒸汽的基本热力过程水蒸汽的基本热力过程 水蒸汽的热力过程的计算任务：(1)初态和终态的状态参数(2)过程中的热量、膨胀功、技术功、焓和熵的变化。(3)利用蒸汽表和焓熵图进行计算。第21页，共31页，编辑于2022年，星期二一、定容过程单位质量膨胀功为零单位质量技术功 单位质量热量：第22页，共31页，编辑于2022年，星期二二、定压过程 单位质量膨胀功单位质量技术功单位质量热量 第23页，共31页，编辑于2022年，星期二第24页，共31页，编辑于2022年，星期二三、定温过程单位质量热量单位质量膨胀功单位质量技术功 第25页，共31页，编辑于2022年，星期二四、绝热过程 单位质量膨胀功单位质量技术功：第26页，共31页，编辑于2022年，星期二例6-5：有一刚性封闭容器，装有 、的湿蒸汽，对其加热至试确定加热终点的状态，求出单位质量的加热量。解：查附表3得，时的参数为 第27页，共31页，编辑于2022年，星期二算得定容加热：第28页，共31页，编辑于2022年，星期二再查表得 时，终态为 下的饱和水，单位质量加热量：第29页，共31页，编辑于2022年，星期二例6-6 初态为 的过热蒸气，进入汽轮机绝热膨胀，终压 ，求终态的干度、比熵和所作的比轴功。若汽轮机的相对内效率求终态的干度、比熵产和所作的比轴功。解：由焓-熵图，得第30页，共31页，编辑于2022年，星期二比轴功：实际比轴功：第31页，共31页，编辑于2022年，星期二