实际气体与水蒸汽的性质讲稿.ppt

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1、关于实际气体与水蒸汽的性质第一页，讲稿共三十五页哦水和水蒸气是实际气体的代表水和水蒸气是实际气体的代表水蒸气水蒸气在空气中含量极小，当作在空气中含量极小，当作理想气体理想气体一般情况下，为一般情况下，为实际气体实际气体，使用图表，使用图表18世纪，蒸气机的发明，是唯一工质世纪，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、化工的工质目前仍是火力发电、核电、供暖、化工的工质优点优点:便宜，易得，无毒，便宜，易得，无毒，膨胀性能好，传热性能好膨胀性能好，传热性能好是其它实际气体的代表是其它实际气体的代表第二页，讲稿共三十五页哦本章主要

2、内容本章主要内容1.实际工质的物性实际工质的物性3.水蒸气图表的结构和应用水蒸气图表的结构和应用4.水蒸气热力过程水蒸气热力过程2.水蒸气的产生过程水蒸气的产生过程水蒸气水蒸气蒸气蒸气蒸汽蒸汽SteamVapor第三页，讲稿共三十五页哦 8.1 纯物质的热力学面及相图纯物质的热力学面及相图物质三种聚集状态：固态、液态、物质三种聚集状态：固态、液态、气态气态热力学面：以热力学面：以p,v,T表示的物质各种状态表示的物质各种状态 的曲面的曲面水的三态：水的三态：冰、冰、水、水、蒸汽蒸汽Pure substance Solid Liquid Gas Ice Water Steam 第四页，讲稿共三十

3、五页哦水的热力学面水的热力学面两相区两相区单相区单相区气液固六个区：三个单相区、三个两相区六个区：三个单相区、三个两相区液-气固-气固-液第五页，讲稿共三十五页哦饱和线、三相线和临界点饱和线、三相线和临界点pv四个线：三个饱和线、一个三相线四个线：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：一个点：临界点临界点Saturation lineTriple line第六页，讲稿共三十五页哦 思考题思考题没有。没有。t374.16 有有3.有没有有没有500C的水的水？1.溜冰冰刀溜冰冰刀2.北方冬天晾在外边的衣服，北方冬天晾在外边的衣服，是否经过液相是否经过液相4.有没有有

4、没有-3 的蒸汽的蒸汽？5.一密闭容器内有水的汽液混合物，对其一密闭容器内有水的汽液混合物，对其 加热，是否一定能变成蒸汽？加热，是否一定能变成蒸汽？第九页，讲稿共三十五页哦饱和线、三相线和临界点饱和线、三相线和临界点pv饱和气线三相线饱和液线饱和固线T临界点第十一页，讲稿共三十五页哦8.2 汽化与饱和汽化与饱和沸腾：沸腾：表面和液体内部同时发生的汽化表面和液体内部同时发生的汽化(气体和液体均处在饱和状态下气体和液体均处在饱和状态下)汽化汽化:由液态变成气态的物理过程由液态变成气态的物理过程 (不涉及化学变化不涉及化学变化)蒸发：蒸发：汽液表面上的汽化汽液表面上的汽化 BoilVaporiza

5、tion第十二页，讲稿共三十五页哦饱和状态饱和状态Saturation state饱和状态：汽化与凝结的动态平衡饱和状态：汽化与凝结的动态平衡饱和温度饱和温度Ts饱和压力饱和压力ps一一对应一一对应放掉一些水，放掉一些水，Ts不变，不变，ps？Tspsps=1.01325barTs=100 青藏青藏ps=0.6barTs=85.95 高压锅高压锅ps=1.6barTs=113.32 Saturation temperatureSaturation pressure第十三页，讲稿共三十五页哦8.3 水蒸气的定压发生过程水蒸气的定压发生过程t tsv vv=vv=vv v v未饱和水未饱和水饱和水

6、饱和水饱和湿蒸汽饱和湿蒸汽饱和干蒸汽饱和干蒸汽过热蒸汽过热蒸汽h hh=hh=hh h hs ss=ss=ss s s水预热水预热汽化汽化过热过热第十五页，讲稿共三十五页哦水蒸气定压发生过程说明水蒸气定压发生过程说明(1)(2)(3)理想气体理想气体实际气体汽化时，实际气体汽化时，TTs不变，但不变，但h增加增加汽化潜热汽化潜热(4)未饱和水未饱和水过冷度过冷度过冷水过冷水过热蒸汽过热蒸汽过热度过热度只有熵加热时永远增加只有熵加热时永远增加第十六页，讲稿共三十五页哦sp-v图，图，T-s图上的水蒸气定压加热过程图上的水蒸气定压加热过程一点，二线，三区，五态一点，二线，三区，五态第十七页，讲稿共

7、三十五页哦8.4 水和水蒸气状态参数及其图表水和水蒸气状态参数及其图表状态公理：状态公理：简单可压缩系统，两个独立变量简单可压缩系统，两个独立变量未饱和水及过热蒸汽，一般已知未饱和水及过热蒸汽，一般已知p、T即可即可饱和水和干饱和蒸汽，只需确定饱和水和干饱和蒸汽，只需确定p或或T湿饱和蒸汽，湿饱和蒸汽，p和和T不独立，汽液两相不独立，汽液两相1875年，吉布斯提出了年，吉布斯提出了吉布斯相律吉布斯相律第二十页，讲稿共三十五页哦吉布斯相律吉布斯相律 Gibbs phase rule无化学反应时，热力系独立参数数目为无化学反应时，热力系独立参数数目为独立强度参数数独立强度参数数组元数组元数相数相数

8、对于水对于水单元系单元系单相单相2个（个（p和和T）两相两相1个（个（p或或T）三相三相0个（个（p和和T定值）定值）四相四相不可能不可能第二十一页，讲稿共三十五页哦水和水蒸气状态参数水和水蒸气状态参数确定的原则确定的原则1、未饱和水及过热蒸汽、未饱和水及过热蒸汽确定任意两个独立参数，如：确定任意两个独立参数，如：p、T2、饱和水和干饱和蒸汽、饱和水和干饱和蒸汽确定确定p或或T3、湿饱和蒸汽、湿饱和蒸汽除除p或或T外，其它参数与两相比例有关外，其它参数与两相比例有关第二十二页，讲稿共三十五页哦两相比例由两相比例由干度干度x确定确定定义定义干饱和蒸汽干饱和蒸汽饱和水饱和水对对干度干度x的说明：的

9、说明：x=0 饱和水饱和水x=1 干饱和蒸汽干饱和蒸汽0 x 1在在过冷水过冷水和和过热蒸汽过热蒸汽区域，区域，x无意义无意义Quality第二十三页，讲稿共三十五页哦湿饱和蒸汽区状态参数湿饱和蒸汽区状态参数的确定的确定 如果有如果有1kg湿蒸气，干度为湿蒸气，干度为x,即有即有xkg饱饱和蒸汽，和蒸汽，(1-x)kg饱和水。饱和水。已知已知p或或T(h,v,s,h,v,s)+干度干度xh,v,s第二十四页，讲稿共三十五页哦饱和水和饱和水蒸气表（按温度排列）饱和水和饱和水蒸气表（按温度排列）饱和水和饱和水蒸气表（按压力排列）饱和水和饱和水蒸气表（按压力排列）第二十五页，讲稿共三十五页哦饱和参数

10、未饱和水和过热蒸汽表（节录）未饱和水和过热蒸汽表（节录）第二十六页，讲稿共三十五页哦表的出处和零点的规定表的出处和零点的规定原则上可任取零点，国际上统一规定。原则上可任取零点，国际上统一规定。但但 原则上不为原则上不为0，对水：对水：表依据表依据1963年第六届国际水和水蒸气会议发表的国际年第六届国际水和水蒸气会议发表的国际骨架表编制，尽管骨架表编制，尽管IFC（国际公式化委员会）（国际公式化委员会）1967和和1997年年先后发表了分段拟合的水和水蒸气热力性质公式，但工程上先后发表了分段拟合的水和水蒸气热力性质公式，但工程上还主要依靠图表。还主要依靠图表。焓、内能、熵零点的规定：焓、内能、熵

11、零点的规定：水的三相点水的三相点第二十七页，讲稿共三十五页哦查表举例（查表举例（1）查表时先要确定在五态中的哪一态。查表时先要确定在五态中的哪一态。例例.1 已知已知：p=1MPa,试确定试确定t=100,200 各处于哪个状态各处于哪个状态,各自各自h是多少？是多少？ts(p)=179.88t=100 ts,过热蒸汽过热蒸汽h=2827.5kJ/kg第二十八页，讲稿共三十五页哦如何在图上表示功和热如何在图上表示功和热p-v图图（示功图示功图）：面积代表功）：面积代表功能否用线段表示热和功能否用线段表示热和功T-s图图（示热图示热图）：面积代表热）：面积代表热第二十九页，讲稿共三十五页哦蒸汽动

12、力循环蒸汽动力循环锅锅炉炉汽轮机汽轮机发电机发电机给水泵给水泵凝凝汽汽器器过热器过热器定压过程定压过程等熵过程等熵过程第三十页，讲稿共三十五页哦焓熵图的画法焓熵图的画法(1)1、零点：零点：h=0，s=0；2、饱和汽线饱和汽线（上界线上界线）、饱和液线（）、饱和液线（下下界线界线）3、等压线群：等压线群：p两相区两相区pT=Const斜直线斜直线单相区单相区sT向上翘的发散的形线向上翘的发散的形线C点为分界点，不在极值点上点为分界点，不在极值点上第三十一页，讲稿共三十五页哦焓焓 熵熵 图图Enthalpy-entropy diagramhsCpx=1x=0pCMollier diagram第三十二页，讲稿共三十五页哦焓熵图的画法焓熵图的画法(2)气相区：离饱和态越远，越接近于理想气体气相区：离饱和态越远，越接近于理想气体两相区：两相区：T、p一一对应，一一对应，T 线即线即 p 线线在在x=0,x=1之间，从之间，从C点出发的等分线点出发的等分线同理想气体一样，同理想气体一样，v 线比线比 p 线陡线陡4、定温线定温线 T5、等容线等容线v6、等干度线等干度线x第三十三页，讲稿共三十五页哦焓焓 熵熵 图图Enthalpy-entropy diagramhsCx=1x=0pvTx第三十四页，讲稿共三十五页哦2023/4/3感感谢谢大大家家观观看看第三十五页，讲稿共三十五页哦