第5章水蒸气和湿空气

第五章

水蒸气和湿空气哈尔滨工业大学（威海）汽车工程学院本章主要内容水蒸气的产生过程湿空气的基本知识文本水蒸气的基本概念蒸发---表面汽化沸腾---表面和内部同时进行的汽化水蒸气---被广泛采用的工质经济安全性能好代表性汽化水蒸气的基本概念饱和状态---气液两相处于动态平衡状态液体分子脱离其表面的汽化速度蒸汽分子回到液体中的凝结速度＝这时液体与蒸汽处于动态平衡状态，称为饱和状态对应的压力为饱和压力ps对应的温度为饱和温度ts过冷水5.1水蒸气的定压产生过程5.1水蒸气的定压产生过程饱和水5.1水蒸气的定压产生过程湿饱和蒸汽5.1水蒸气的定压产生过程湿饱和蒸汽5.1水蒸气的定压产生过程湿饱和蒸汽5.1水蒸气的定压产生过程干饱和蒸汽5.1水蒸气的定压产生过程过热蒸汽5.1水蒸气的定压产生过程过热蒸汽5.1水蒸气的定压产生过程过热蒸汽5.1水蒸气的定压产生过程未饱和水状态饱和水状态湿饱和蒸汽状态干饱和蒸汽状态过热蒸汽状态过热阶段水蒸气的定压生成过程饱和水的汽化阶段水的预热阶段5.1水蒸气的定压产生过程预热阶段参数饱和水未饱和水（过冷水）状态及状态参数：这个阶段所需的热量称为液体热ql=h'-h0汽化阶段参数干饱和蒸汽饱和水湿(饱和)蒸汽这个阶段所需的热量称为汽化潜热

r=h"-h'

或r=Ts(s"-s')干度x：

湿蒸汽中干饱和蒸汽所占的质量百分比。干度的概念饱和水干饱和蒸汽湿蒸汽干饱和蒸汽的质量饱和水的质量过热阶段参数过热蒸汽干饱和蒸汽这个阶段所需的热量称为过热热qsu=h-h"

，△t=t-ts称为过热度。水蒸气定压生成过程中热量的计算1.水的定压预热阶段10Ts液体热2.饱和水的定压汽化过程汽化潜热3.水蒸气的定压过热过程1过热热1kg水从10状态被加热到1状态所吸收的热量111C20101020pvTsⅠⅢⅢⅠⅡⅡ

水的临界参数

水蒸气的p-v图和T-s图CTcrpcr=22.064MPa，tcr=373.99℃，vcr=373.99m3/kg，hcr=2085.9kJ/kg，scr=4.4092kJ/(kg﹒K)12pcrTcr水的定压加热过程在p-v图和T-s图上的表示：

饱和水线饱和蒸汽线临界点水蒸气的p-v和T-s图一点:临界点;

两线:饱和水线、饱和蒸汽线;三区:未饱和水区、湿饱和蒸汽区、过热蒸汽区;五态:未饱和水、饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽.pvTs湿空气＝干空气＋水蒸气

湿空气：含有水蒸气的空气5.4湿空气的性质

湿空气与一般理想混合气体的最大区别是水蒸气的成分可能变化。分压低理想混合气体完全不含水蒸气的空气为干空气对湿空气的几点假设气相混合物作为理想气体混合物干空气不影响水蒸气与凝聚相之间的相平衡水蒸气凝结成液相或固相时，不含干空气湿空气分类

根据湿空气中水蒸气是否达到饱和状态分未饱和湿空气饱和湿空气水蒸气过热蒸汽饱和蒸汽

湿空气＝干空气＋水蒸气

注意区分饱和湿空气与湿饱和蒸汽1、未饱和湿空气C(T,ps)Cpspvpspv

(T,pv)2、饱和湿空气干空气＋饱和水蒸气（A点）（C点）干空气＋过热水蒸气湿空气分类

结露和露点Tspvps1、

T

加水蒸气pvaC3、

pv

不变，TaCaBBG2、

pv

，TaG4、

vaDD结露B点温度Td称

露点温度从未饱和湿空气到饱和湿空气的途径T

Td=Ts(pv)结露与露点.湿润的夏天水管上常出现水珠?

冷水管t=20oCTsBpv=0.04bar大气温度t=30oCtd=28.98oCpv为了表征湿空气中所含水蒸气的量

湿空气的状态参数1、绝对湿度

3、含湿量（比湿度）d2、相对湿度

1m3湿空气中所含水蒸气的质量

1kg干空气中所含水蒸气的质量

湿空气为1+d

kg越湿润，吸水能力低

相对湿度＝1

饱和湿空气

在相同的温度下：相对湿度＝0

干空气

0<<1

未饱和湿空气

表明湿空气与同温下饱和湿空气的偏离程度

反映所含水蒸气的饱和程度

含湿量(比湿度）湿空气中干空气的量总是不变，以此为计算基准

含湿量kg水蒸气/kg干空气湿空气的焓以单位质量干空气为基准是指含1kg干空气的湿空气的焓。kJ/kg干空气*湿空气的比焓和比体积它等于1kg干空气的焓+dkg水蒸气的焓的总和。第六章小结1.掌握有关水蒸气及湿空气的基本概念2.掌握水蒸气产生过程的p-v及T-s图

3.了解水蒸气图表的使用

4.了解湿空气的基本热力过程

本章结束哈尔滨工业大学（威海）汽车工程学院

不可能将热从低温物体传至高温物体而不引起其它变化。不可能从单一热源取热，并使之完全转变为功而不产生其它影响。克劳修斯表述：

开尔文表述：

上次课复习定理一：在相同的高温热源和低温热源间工作的一切可逆热机具有相同的热效率，与工质的性质无关。

定理二：在相同高温热源和低温热源间工作的任何不可逆热机的热效率都小于可逆