热工基础第五章幻灯片.ppt

《热工基础第五章幻灯片.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热工基础第五章幻灯片.ppt（33页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、热工基础第五章1第1页，共33页，编辑于2022年，星期日液体液体汽化汽化蒸发蒸发沸腾沸腾：任任何何温温度度下下在在液液体体表表面面进进行行的的汽汽化现象，温度愈高愈强烈化现象，温度愈高愈强烈。：沸沸腾腾是是在在给给定定压压力力所所对对应应的的温温度度下下发发生生并并伴伴随随着着大大量量汽汽泡泡产产生生的的汽汽化现象。化现象。2第2页，共33页，编辑于2022年，星期日液体液体汽化汽化蒸发蒸发沸腾沸腾：任任何何温温度度下下在在液液体体表表面面进进行行的的汽汽化现象，温度愈高愈强烈化现象，温度愈高愈强烈。：沸沸腾腾是是在在给给定定压压力力所所对对应应的的温温度度下下发发生生并并伴伴随随着着大大量

2、量汽汽泡泡产产生生的的汽汽化现象。化现象。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：液液面面上上蒸蒸气气空空间间中中的的蒸蒸气气和和液液体体两两相相达达到到动动态平衡的状态态平衡的状态 。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 C3第3页，共33页，编辑于2022年，星期日 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

3、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4第4页，共33页，编辑于2022年，星期日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 5第5页，共33页，编辑于2022年，星期日5-2 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

4、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状态参数列成表或绘成线算图。的状态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。6第6页，共33页，编辑于2022年，星期日7第7页，共33页，编辑于2022年，星期日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）8

5、第8页，共33页，编辑于2022年，星期日 国国际际规规定定，蒸蒸汽汽表表取取三三相相点点（即即固固、液液、汽汽三三相共存状态）液相水的热力学能和熵为零相共存状态）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9第9页，共33页，编辑于2022年，星期日5-3 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

6、中水水蒸蒸气气的的状状态态变变化化规规律律，确确定定过过程程中水蒸气与外界的能量交换。中水蒸气与外界的能量交换。(1)(1)根根据据给给定定条条件件，在在水水蒸蒸气气表表中中查查出出初初态态的的其其它参数值它参数值;(2)根根根根据据据据初初初初态态态态和和和和过过过过程程程程特特特特点点点点以以以以及及及及终终终终态态态态的的的的一一一一个个个个参参参参数数数数值值值值，确确确确定终态的其它参数值定终态的其它参数值定终态的其它参数值定终态的其它参数值;(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

7、计计算算算算过过过过程中工质与外界交换的功量与热量。程中工质与外界交换的功量与热量。程中工质与外界交换的功量与热量。程中工质与外界交换的功量与热量。10第10页，共33页，编辑于2022年，星期日定容过程定容过程：11第11页，共33页，编辑于2022年，星期日定温过程定温过程：12第12页，共33页，编辑于2022年，星期日定压过程定压过程：13第13页，共33页，编辑于2022年，星期日定熵过程定熵过程：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

8、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作功过程功过程)。14第14页，共33页，编辑于2022年，星期日e.g.：P111 5-1，5-4作业：作业：P126 5-1，5-415第15页，共33页，编辑于2022年，星期日5-4 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对在干燥、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，则必须考虑空气中水蒸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。气的影响。湿空气中

9、水蒸气的分压力很低，可视水蒸气为理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。想气体。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气的分压力之和：力与干空气的分压力之和：16第16页，共33页，编辑于2022年，星期日1.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，处于过热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。状态，湿空气还能吸收水份。湿空气中的水蒸气已饱和

10、，不湿空气中的水蒸气已饱和，不能再吸收水份。能再吸收水份。定温吸湿过程定温吸湿过程13 17第17页，共33页，编辑于2022年，星期日2.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称为称为露点温度，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，凝结定压降温到露点，湿空气中的水蒸气饱和，凝结成水（过程成水（过程12）。）。结霜结霜：18第18页，共33页，编辑于2022年，星期日3.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

11、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对绝对湿度湿度，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体水蒸气的气体常数：常数：19第19页，共33页，编辑于2022年，星期日（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；相相对湿度越小，空

12、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。对湿度越大，空气越湿润，吸水能力越低。20第20页，共33页，编辑于2022年，星期日（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，称为湿空气的质量，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：21第21页，共33页，编辑于2022年，星期日4.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

13、空气的湿空气的平均相对分子质量平均相对分子质量:22第22页，共33页，编辑于2022年，星期日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。23第23页，共33页，编辑于2022年，星期日5.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

14、空气）24第24页，共33页，编辑于2022年，星期日6.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 25第25页，共33页，编辑于2022年，星期日26第26页，共33页，编辑于2022年，星期日5-5 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

15、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的水分，达到干燥的目的。体的水分，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，但但随随着着温温度升高，相对湿度降低，湿空气的吸湿能力增强。度升高，相对湿度降低，湿空气的吸湿能力增强。27第27页，共33页，编辑于2022年，星期日在在焓焓-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

16、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，湿空湿空气的气的含湿量含湿量d 和和相对湿度相对湿度 增加，其焓值基本不变，如增加，其焓值基本不变，如23所示。所示。28第28页，共33页，编辑于2022年，星期日2.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

17、温度降至露点露点前前其其含湿量含湿量保持不变，保持不变，相对相对湿度湿度逐渐增加。当逐渐增加。当相对湿相对湿度达到度达到1时，湿空气饱时，湿空气饱和，如果再继续冷却，则和，如果再继续冷却，则析出水份，过程将沿着的析出水份，过程将沿着的饱和曲线向含湿量减少、饱和曲线向含湿量减少、温度降低的方向进行，如温度降低的方向进行，如12所示。所示。29第29页，共33页，编辑于2022年，星期日5-6 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

18、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 tw30第30页，共33页，编辑于2022年，星期日 当当湿空气湿空气未饱和时，其未饱和时，其相对湿度相对湿度愈小，愈小，湿球温度湿

19、球温度计计上纱布中水分蒸发愈快，需要的汽化潜热愈多，上纱布中水分蒸发愈快，需要的汽化潜热愈多，湿球温度湿球温度愈低，干、湿球温度差就愈大；反之，湿愈低，干、湿球温度差就愈大；反之，湿空气的相对湿度越大，干、湿球温度之差就愈小；空气的相对湿度越大，干、湿球温度之差就愈小；当湿空气的当湿空气的相对湿度相对湿度等于等于1时时，湿空气为，湿空气为饱和湿空气饱和湿空气，干球温度干球温度与与湿球温度湿球温度相等。相等。干、湿球温度之差可以表征空气干、湿球温度之差可以表征空气相对湿度相对湿度的大小，的大小，它们之间的关系可以表达为它们之间的关系可以表达为 根据根据干湿球温度计测量的干湿球温度计测量的干、湿球

20、温度就可以由干、湿球温度就可以由上式确定空气上式确定空气相对湿度相对湿度的大小。的大小。31第31页，共33页，编辑于2022年，星期日第五章小结第五章小结(1)水水蒸蒸气气的的定定压压加加热热产产生生过过程程，在在 p-v 图图和和 T-s 图上表示定压加热时水蒸气的状态变化；图上表示定压加热时水蒸气的状态变化；(2)利用水和水蒸气表确定水蒸气的状态参数。利用水和水蒸气表确定水蒸气的状态参数。(3)湿湿空空气气的的性性质质及及其其描描述述方方法法，利利用用焓焓-湿湿图图表表示示湿空气的加热吸湿和冷却去湿过程湿空气的加热吸湿和冷却去湿过程。重点掌握：重点掌握：32第32页，共33页，编辑于2022年，星期日作业：作业：P126 5-10；5-11e.g.：P123 5-10;5-1133第33页，共33页，编辑于2022年，星期日