工程热力学：水蒸气性质2013

1、第三章气体和蒸汽性质涡轮泵冷凝器锅炉1342蒸汽动力循环示意41122334加热膨胀放热压缩纯物质与混合物 H2O纯物质：无相变的混合物可视为纯物质（如干Air）只有一种化学成分CO2混合物：由纯物质组成 干（湿）Air纯物质的 p-v-T关系固-液临界点液-气气固-气固液三相线等压线等温线水 H2O二氧化碳 CO2实际气体离液态较近时称蒸气,否则称气体内参数和物种有关热力学面第三章 气体和蒸汽性质3-1 概述3-2 比热和熵的定义3-3 理想气体模型3-4 理想气体的状态参数计算3-5 相平衡与相变3-6 水的 p-v-T关系3-7 水的状态参数计算相平衡与相变物态：构成物质分子的聚集态：气

2、态 液态 固态相：在热力学平衡态下，化学物理性质相同 的均匀物质的聚集态（固态可能有多相（石墨、金刚石）相变：一相变为另一相的过程.固-液：溶解、凝固液-气：汽化、凝结（液化）固-气：升华、凝华汽化蒸发沸腾相平衡态 当汽化速度=液化速度时，系统处于动态平衡相平衡态(饱和状态)。饱和状态的温度饱和温度，ts饱和状态的蒸汽压力饱和压力，ps相平衡态 加热，使温度升高如 ts，保持定值，系统建立新的动态平衡。与之对应，p 变成 ps。一一对应，只有一个独立变量 t/ 02050100120150p/ MPa0.0 006 1120.0 023 3850.0 123 4460.1 013 3250.

3、198 4830.47 571克拉贝隆方程（P228）汽化潜热饱和汽饱和液水的定压加热汽化实验固-液临界点液-气气固液三相线等压线等温线水 H2O固-汽t tst = tst tst = tst = ts水的定压加热汽化实验结果ppTs过热度T = T-Ts过冷水（未饱和水）饱和水干饱和蒸汽过热蒸汽湿饱和蒸汽压缩性大于热胀性压缩性小于热胀性固-液临界点液-气气固液三相线等压线等温线水 H2O固-汽超临界流体湿饱和蒸汽（湿蒸汽）的状态x01饱和水湿饱和蒸汽干饱和蒸汽湿蒸汽中干饱和蒸汽的质量分数折合（平均）比参数干度水的相区分布 TcTcpc一点临界点Critical point两线饱和水线饱和汽

4、线三区过冷水区湿蒸汽区过热蒸汽区五态过冷水饱和水湿蒸汽饱和汽过热汽pc固-液临界点液-气气固液三相线等压线等温线水 H2O固-汽超临界流体物质的临界点146.1 概述相图气固液汽三相点克拉贝隆(饱和线)方程（P228）熔解热凝固体积膨胀凝固体积缩小升华线三相点(水)汽化线超临界流体汽化潜热升华热可求汽化潜热熔解线固-液临界点液-气气固液三相线等压线等温线水 H2O固-汽超临界流体三相点p =常数（足够小）3-7 水的状态参数计算3-7 水的状态参数计算三相液点12pp3-7 水的状态参数计算三相液点34pp3-7 水的状态参数计算三相点56pp固、液零点规定可近似为零固-液临界点液-气气固液三

5、相液点水 H2O固-汽规定三相点热力学能及熵为零水蒸气的T s图 水在液相 定干度线焓熵图定压线 定温线定容线 定干度线焓熵图pcpTTc定压线分析焓熵图pcpTTc定温线分析理想气体定温线等于定焓线（水平线）饱和气线处定温线与定压线相相切未饱和水和过热蒸汽表(表3-7)p0.001 MPa0.005 MPa0.01 MPa饱和参数ts=6.949 v=0.001 000 1, v”=129.185h=29.21, h”=2513.3s=0.105 6, s ”=8.9735ts=32.879 v=0.001 005 3, v”=28.191h=137.72, h”=2 560.6s=0.47

6、61, s”=8.3930ts=45.799 v=0.001 010 3, v”=14.673h=191.76, h”=2583.7s=0. 649 0, s”=8.1481tvhsvhsvhsm3/kgkJ/kgkJ/(kgK)m3/kgkJ/kgkJ/(kgK)m3/kgkJ/kgkJ/(kgK) 00.0010002-0.05-0.00020.00100020.0010003-0.05-0.00020.0010002-0.04-0.000210130.5982519.08.993842.010.15100.001000342.010.151020135.2262537.79.05880.

7、001001883.870.29630.001001883.870.296340144.4752575.29.182328.8542574.08.43660.001009167.510.572350149.0962593.99.241229.7832592.98.496114.8692591.88.173260153.7172612.79.298430.7122611.88.553715.3362610.88.231380162.9562650.39.408032.5662649.78.663916.2682648.98.3422100172.1922688.09.512034.4182687

8、.58.768217. 1962686.98.4471120181.4262725.99.610936.2692725.58.867418.1242725.18.5466饱和水和干饱和蒸汽表(表3-6) 已知水蒸气的压力为p = 0.5 MPa，比体积v = 0.35 m3/kg问这是不是过热蒸汽？如果不是，那么是饱和蒸汽还是湿蒸汽？用水蒸气表求出其他参数。解：所以该水蒸气不是过热蒸汽而是饱和湿蒸汽利用水蒸气表3-6，p = 0.5 MPa时0.5 MPa例:返回0.5 MPa返回0.5 MPa返回 已知水蒸气的压力为 p = 0.5 MPa，问 何状态？0.5 MPa作业习题 p95 322，324思考题 p93 3