青岛大学工程热力学chapterof6ppt课件

1、Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）Chapter 6 Thermodynamic Properties of vapor蒸气的热力性质蒸气的热力性质主讲：张金翠主讲：张金翠 ：85953720 zjc0404163Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）Chapter 6 Thermodynamic Properties of vapour蒸气的热力性质蒸气的热力性质n 6-1 概述概述n 6-2 克拉贝

2、隆克拉贝隆-克劳修斯方程克劳修斯方程n 6-3 蒸气的定压发生过程蒸气的定压发生过程n 6-4 蒸气的热力性质表蒸气的热力性质表n 6-5 蒸气的热力性质图蒸气的热力性质图n 6-6 水蒸气热力过程运用）水蒸气热力过程运用）Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）6-1 Introduction 概述概述n一、一、The p-T diagram p T相图相图n二、二、 The p-v and T-s diagrams p -v及及T-s相图相图Qingdao University ，Engineering The

3、rmodynamics（工程热力学）（工程热力学）一、一、The p-T diagram p T相图相图ppTT液液液液气气气气固固固固水水一般物质一般物质三相点三相点三相点三相点临界点临界点临临界界点点升华线升华线溶解线溶解线汽化线汽化线升华线升华线溶解线溶解线汽化线汽化线Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）The p-T diagramsublimationpTLiquidVaporSolidTriple pointCritical pointmeltingvaporizationQingdao Unive

4、rsity ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）Some related concepts相关概念相关概念n 1、单相区：气、液、固、单相区：气、液、固n 2、相界线：、相界线：n OA:气固共存升华线）气固共存升华线）n OB:固液共存溶解线）固液共存溶解线）n OC:气液共存汽化线）气液共存汽化线）n 3、饱和状态、饱和状态n 4、三相点、三相点Triple point） -表表6-1n 5、临界点、临界点Critical point）-附表附表8pT液液气气固固水水OCABQingdao University ，Engineering The

5、rmodynamics（工程热力学）（工程热力学）7饱和状态饱和状态一、汽化和液化一、汽化和液化(vaporization and liquefaction)汽化：由液态到气态的过程汽化：由液态到气态的过程蒸发：在液体表面进行的汽化过程蒸发：在液体表面进行的汽化过程液化：由气相到液相的过程液化：由气相到液相的过程沸腾：在液体表面及内部进行沸腾：在液体表面及内部进行 的强烈汽化过程。的强烈汽化过程。Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）8二、饱和状态二、饱和状态(Saturated state) 当汽化速度=液化速

6、度时，系统处于动态平衡，宏观上气、液两相保持一定的相对数量饱和状态。饱和状态的温度饱和状态的温度饱和温度，饱和温度，ts(Ts)(Saturated temperature) 饱和状态的压力饱和状态的压力饱和压力，饱和压力，ps（Saturated pressure） 加热，使温度升高如 t，保持定值，系统建立新的动态平衡。与之对应，p变成ps。所以所以sspT 一一对应，只有一个独立变量，即一一对应，只有一个独立变量，即sspft Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）Saturated state饱和状态饱和

7、状态n 饱和状态：物质处于不同的相可以平衡共存的状态饱和状态：物质处于不同的相可以平衡共存的状态n 饱和温度饱和温度饱和状态时对应的温度，饱和状态时对应的温度，ts(Ts) n Saturation temperaturen 饱和压力饱和压力饱和状态的压力，饱和状态的压力，psn Saturation pressuren 饱和温度饱和温度ts与饱和压力与饱和压力ps的关系：的关系：Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）二、二、 The p-v and T-s diagrams p -v及及T-s相图相图cTcTc

8、TTcpp2c2a2b2d2e2c2a2b2d2eTspvcpABCBACQingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）Some related concepts相关概念相关概念n 一点：一点：n 临界点临界点-饱和液及饱和气具有完全相同的性质饱和液及饱和气具有完全相同的性质n 两线：饱和液线、饱和气线两线：饱和液线、饱和气线n 三区：液相区、液气两相共存区、气相区三区：液相区、液气两相共存区、气相区n 五态：五态：n 未饱和液过冷液）、饱和液、湿蒸气、饱和蒸未饱和液过冷液）、饱和液、湿蒸气、饱和蒸气、过热蒸气气、过热蒸

9、气n 汽化潜热汽化潜热r： n r = h”- h= Ts ( s”- s)Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）Some related vocabulary相关词汇相关词汇n未饱和液过冷液）未饱和液过冷液） Subcooled liquidn Compressed liquidn饱和液线）饱和液线） Saturated liquidline）n湿蒸气湿蒸气 Saturated liquid-vapor mixturen饱和蒸气饱和蒸气 Saturated vaporn过热蒸气区）过热蒸气区） Superhea

10、ted vaporregion）n汽化潜热汽化潜热 Latent heat of VaporizationQingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）6-2 Clapeyron-clausius equation克拉贝隆克拉贝隆-克劳修斯方程克劳修斯方程n一、吉布斯相律一、吉布斯相律 Gibbs phase rule n二、克拉贝隆二、克拉贝隆-克劳修斯方程克劳修斯方程n Clapeyron-clausius equationQingdao University ，Engineering Thermodynamics（

11、工程热力学）（工程热力学）一、一、 Gibbs phase rule吉布斯相律吉布斯相律n吉布斯相律：对于多元如吉布斯相律：对于多元如C个组元多相个组元多相如如P个相元化学反应的热力系，其独立参个相元化学反应的热力系，其独立参数，即自由度数，即自由度 I=CP+2n运用：运用：n水在液相或固相、气相时，水在液相或固相、气相时， C=1，P=1，故故I=1-1+2，此时压力，温度均可独立变化。，此时压力，温度均可独立变化。n水在汽液共存时水在汽液共存时C=1，P=2，故，故I=1-2+2=1，此时压力和温度中仅有一个可自由变化。此时压力和温度中仅有一个可自由变化。n三相点：三相点：C=1，P=3

12、，故，故I=1-3+2=0Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）二、二、 Clapeyron-clausius equation克拉贝隆克拉贝隆-克劳修斯方程克劳修斯方程n 分别为汽化潜热分别为汽化潜热(latent heat of vaporization)、熔解热、熔解热(latent heat of fusion)和升华热和升华热(latent heat of sublimation)。 ddspTTvv相平衡ddlspTT vv相平衡ddvspTT vv相平衡n 因因，为为“+”；T为为“+”；故相平衡线

13、斜率正负由体积差；故相平衡线斜率正负由体积差决定，可为正，可为负。决定，可为正，可为负。Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）6-3 The heating process of vapor at constant pressure蒸气的定压发生过程蒸气的定压发生过程n一、水定压加热汽化过程一、水定压加热汽化过程n二、蒸汽发生过程的二、蒸汽发生过程的p -v及及T-s图图Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）一、水的定压加热汽化过程

14、一、水的定压加热汽化过程t ts未饱和水未饱和水饱和水饱和水饱和湿蒸汽饱和湿蒸汽 饱和干蒸汽饱和干蒸汽 过热蒸汽过热蒸汽水预热水预热汽化汽化过热过热Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）二、蒸汽发生过程的二、蒸汽发生过程的p -v及及T-s图图一点临界点）、两线饱和液线、饱和气线）、一点临界点）、两线饱和液线、饱和气线）、三区液相区、液气两相共存区、气相区）、三区液相区、液气两相共存区、气相区）、五态未饱和液、饱和液、湿蒸气、饱和蒸气、过热蒸气）五态未饱和液、饱和液、湿蒸气、饱和蒸气、过热蒸气）Qingdao U

15、niversity ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）思考题：如何区分思考题：如何区分b、c、d三点？三点？n x = 0 饱和水，饱和水， x = 1 干饱和蒸气干饱和蒸气n 0 x 1 湿蒸气湿蒸气TscpCcTpvbdCc1c2bdc1c2mmm 湿蒸汽质量干饱和蒸汽质量xQingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）20各种工质均具有类似水的性质各种工质均具有类似水的性质Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（工

16、程热力学）（工程热力学）6-4 Property tables of vapor蒸气的热力性质表蒸气的热力性质表n 一、一、Reference state基准点的规定基准点的规定n 二、二、Property tables of saturated liquid and Saturated vapor饱和液及饱和蒸汽热力性质表饱和液及饱和蒸汽热力性质表n 三、三、 Property tables of compressed liquid and superheated vapor未饱和液及过热蒸气热力性质表未饱和液及过热蒸气热力性质表n 附录表附录表11、15Qingdao University

17、 ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）一、一、Reference state基准点的规定基准点的规定n规定：处于三相点的液态水的热力学能及规定：处于三相点的液态水的热力学能及熵为零熵为零273.16273.163273.16000.00100021m /kgusv0611.6 0.001000210.612Jhupvn 留意：由不同基准点的图表查得的数据不能混留意：由不同基准点的图表查得的数据不能混用，应进行核算处理。用，应进行核算处理。Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程

18、热力学）二、饱和液及饱和蒸汽热力性质表二、饱和液及饱和蒸汽热力性质表附录表附录表9、10、12、13、14o/ CtKT /aMPp/kgmv/ 3kgmv/3kgkJh/kgkJh/)(/ KkgkJs)(/KkgkJs01. 010020030016.273000611. 000100022. 0175.2060 .2501000614. 00000. 01562. 915.373101325. 00010437. 06738. 13 .267606.4193069. 13564. 715.4735551. 10011565. 04 .82512714. 04 .27913307. 242

19、89. 615.5735917. 80014041. 002162. 04 .13454 .27482559. 37038. 5kgmv/ 3kgmv/3kgkJh/kgkJh/)(/ KkgkJs)(/KkgkJso/ Ct982. 663.9988.17996.3105 .24840010001. 0208.1298 .251333.291060. 02 .22580010434. 06946. 17 .267551.4173027. 14 .20140011274. 06 .76219430. 00 .27778 .1315aMPp/001. 01 . 00 . 1100014526.

20、001800. 06 .14084 .27249756. 83608. 71382. 25847. 63616. 36143. 5kgkJr/Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）思考题：如何确定湿蒸汽的状态参数？思考题：如何确定湿蒸汽的状态参数？n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饱和饱和蒸汽，（蒸汽，（1-xkg饱和水饱和水)1 (yxxyy)1 ()1 ()1 (sxxssvxxvvhxxhh知：知：p或或Th,v,s,h,v,s） 干干度度xh ,v ,sQingdao U

21、niversity ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）三、三、 未饱和液及过热蒸气热力性质表未饱和液及过热蒸气热力性质表附录表附录表11、15Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）6-5 Property diagrams of vapor蒸气的热力性质图蒸气的热力性质图n一、一、 hs diagram of water vaporn 水蒸气的焓水蒸气的焓熵熵h-s图图n二、二、 ph diagram of refrigerantn 压压焓焓p-h图图Qingdao

22、 University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）一、一、 hs diagram of water vapor 水蒸气的焓水蒸气的焓熵熵h-s图图n 饱和液线及饱饱和液线及饱和蒸气线和蒸气线n 定压线族定压线族n 定温线族定温线族n 定容线族定容线族n 定干度线族定干度线族Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）（工程热力学）28 焓熵图焓熵图定压线定压线定温线定温线定容线定容线定干度线定干度线Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（