《工程热力学》课件-18 水蒸气的基本概念

水蒸气的基本概念一个习惯水蒸气？水蒸汽？蒸气？蒸汽？问题讨论举例生活中应用的水蒸气010203掌握汽化的概念及方式掌握物质饱和状态的概念理解水的状态变化课程要求水蒸气的基本概念是其它实际气体的代表18世纪，蒸汽机发明，是唯一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、化工的工质优点:便宜，易得，无毒，膨胀性能好，传热性能好水蒸气在空气中含量极小，当作理想气体一般情况下，为实际气体，使用图表水蒸气的基本概念1汽化和液化

物质的形态在一定条件下可以相互转变。物质由液态转变为气态的现象称为汽化。相反，物质由气态转变为液态的现象称为液化（也称凝结）。实际上，在密闭容器内进行的汽化过程，总是伴随着液化过程同时进行。水蒸气的基本概念1汽化和液化

由于液面某些动能较大的液体分子克服了邻近分子的引力，脱离液面逸入空间而形成蒸汽。

温度愈高，液面愈大，液面上空的分子愈稀，则汽化愈快。

蒸汽分子在杂乱运动中，也会撞回液面而成为液体，这就是液化。

液面上空蒸汽密度愈大，撞回液面的分子数就愈多，即液面上蒸汽的压力愈大，液化愈快。汽化液化微观机理上问题讨论吹风扇的时候为什么会感觉凉快？水蒸气的基本概念2汽化方式1）蒸发;-—在液体表面进行的汽化现象。特点:它能在任何温度下进行;液体的蒸发速度取决于液体的性质、液体的温度、蒸发表面积和液面上气流的流速。如电厂冷却塔中冷却水的蒸发。水蒸气的基本概念2汽化方式2）沸腾;——在液体内部进行的汽化现象。特点:有汽泡产生;工业上大都用此方法获得蒸汽。在一定的压力下，液体沸腾时的温度是一定的。如:在1atm下，水的沸点是100℃，而在1MPa时水的沸点为179.88℃,在20MPa时水的沸点为365.71℃。水蒸气的基本概念3总结汽化12蒸发沸腾任何温度下发生。温度愈高，液面愈大，液面上空的气流流速越快，则蒸发愈快。通过蒸发表面积，利用风机的强迫通风提高蒸发气流的流速等措施来提高蒸发速度，提高冷却塔的工作效率。在一定温度下，在液体内部剧烈进行的汽化现象。工业上一般都是靠液体的沸腾来产生蒸汽，在给定的压力下，沸腾只能在一个相应确定的温度下发生，这一温度成为给定压力所对应的饱和温度。冷却塔课堂练习【单选题】蒸发就是指（

）。A

从液态物质转变为气态物质的过程B

从气态物质转变为液态物质的过程C

在液体表面发生的汽化现象D

在液体内部发生的剧烈的汽化现象C【判断题】沸腾在水的任何温度下都能发生。错误水蒸气的基本概念蒸发和沸腾的比较发生位置发生条件发生现象发生速度蒸发沸腾表面内部任何温度饱和温度（沸点）无气泡有气泡慢快水蒸气的基本概念4

饱和状态将一定量的水置于密闭容器中，当汽化速度等于液化速度时，若没有外界作用，则汽液两相将处于不会发生变化的动态平衡，此两相平衡的状态即为饱和状态。水完全真空水水蒸气汽化速度最大，液化速度为零汽化速度等于液化速度水蒸气的基本概念饱和状态将一定量的水置于密闭容器中，当汽化速度等于液化速度时，若没有外界作用，则汽液两相将处于不会发生变化的动态平衡，此两相平衡的状态即为饱和状态。饱和状态下的蒸汽——饱和蒸汽这时的液体——饱和水饱和蒸汽和饱和水的混合物——湿饱和蒸汽饱和状态时蒸汽（或饱和水）的压力——饱和压力ps饱和状态时蒸汽（或饱和水）的温度——饱和温度ts4

饱和状态水蒸气的基本概念饱和状态时蒸汽（或饱和水）的压力和温度分别称为饱和压力ps和饱和温度ts。饱和压力与饱和温度一一对应，且同向变化。使水汽化的方法：加热升温；降压扩容。4

饱和状态水水蒸气水蒸气的基本概念2）汽水同温3）饱和压力Ps与饱和温度ts一一对应，且同向变化。1）汽水共存5

饱和状态的特点（汽、液两相达到动态平衡的状态）饱和水饱和蒸汽水蒸气的基本概念对应于某一压力ps时水的饱和温度为ts。若此压力ps下水的温度t＝ts，此时的水为饱和水；6

水的状态（1）温度等于饱和温度t=ts水蒸气的基本概念水尚未达到饱和状态，称为未饱和水或过冷水，其温度低于饱和温度的数值称为过冷度，以△t表示，△t＝ts－t，过冷度越高，表示未饱和水偏离饱和状态越远；6

水的状态（2）温度小于饱和温度t<ts水蒸气的基本概念水已变为气态，称为过热蒸汽或未饱和蒸汽，其温度超过饱和温度的数值称为过热度，以△t表示，△t＝t－ts，过热度越高，表示蒸汽偏离饱和状态越远。6

水的状态（3）温度高于饱和温度t>ts水蒸气的基本概念给水泵，凝结水泵汽蚀现象入口处水的压力降低到了水温度对应的饱和压力而使水汽化。汽包虚假水位变工况下汽包压力瞬时突升或突降，使得汽水瞬时凝结或汽化，水体积收缩