《工程热力学》课件-20 水蒸气的状态参数、湿空气

水蒸气的状态参数、湿空气水蒸气的定压产生过程tststst>tst<ts未饱和水饱和水湿饱和蒸汽干饱和蒸汽过热蒸汽预热阶段汽化阶段过热阶段三个阶段五种状态水蒸气的定压产生过程tststs饱和水湿饱和蒸汽干饱和蒸汽汽化阶段2饱和水到干饱和蒸汽的汽化阶段：干度：湿饱和蒸汽中干饱和蒸汽的质量份额。0<x<1我们也可以认为：饱和水：

x=0干饱和蒸汽：x=1特点：温度t→比体积v焓h热力学能u熵s水蒸气的定压产生过程(1)内位能

(内动能不变，ts不变)，内汽化潜热。(2)容积增加,膨胀作功,

外汽化潜热。实例:汽化阶段，锅炉水冷壁中进行。汽化阶段温度ts不变，热量包含：汽化潜热：1kg饱和水在定压条件下加热成干饱和蒸汽所吸收的热量。tststs饱和水湿饱和蒸汽干饱和蒸汽汽化阶段2饱和水到干饱和蒸汽的汽化阶段：水蒸气的坐标图C2010C1020pvTsⅠⅢⅢⅠⅡⅡ一点:临界点两线:饱和水线干饱和蒸汽线三区: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4水蒸气的p－v图和T－s图010203掌握通过水蒸气热力性质表确定状态参数的方法掌握通过焓熵图确定状态参数的方法理解湿空气及露点温度的概念课程要求思考问题饱和温度与饱和压力是一一对应且同向变化。饱和压力降低饱和温度也降低，当压力低至几kPa时，饱和温度只有二三十度，水在二三十度就沸腾了。故沸腾状态下的水不一定烫手。思考题5-8处于沸腾状态的水总是烫手的，这种说法是否正确？为什么？思考有没有办法使水结冰的同时沸腾呢?水和水蒸气的热力性质表基准点：水的三相点时液相水的热力学能和熵值为零1）饱和水和干饱和蒸汽热力性质表①可直接查取饱和水的参数和干饱和蒸汽的参数附表A12以温度为自变量；附表A13以压力为自变量。饱和水参数饱和蒸汽参数p10t200水和水蒸气的热力性质表【例5-5】给水泵进口水温为160℃，为了防止水泵入口水汽化，压力表读数至少应大于多少，取大气压力pb=0.1X106Pa解：由饱和水和饱和蒸汽表查得t=160℃，ps=0.61804MPa时，为防止水泵入口汽化，此时水的压力p≥0.61804MPa由p=pg+pb得，pg=p-pb=0.51804MPa因此压力表示数至少应大于0.51804MPa水和水蒸气的热力性质表线性插值法求非常规点解:（注意:查表时先要确定工质状态是五态中的哪一态!)已知:除氧器内ts=104℃，求p=?查饱和水蒸汽表（按温度排列)，可得ts1=100℃时,p1=0.101325MPa;ts2=110℃时,p2=0.14326MPa.采用线性插值法，可求得ts=104℃时:

水和水蒸气的热力性质表基准点：水的三相点时液相水的热力学能和熵值为零2）未饱和水和过热蒸汽热力性质表①根据压力和温度两个参数查取未饱和水或过热蒸汽的参数附表A14以温度、压力为自变量t200p1Mpa粗黑线上方是未饱和水的参数粗黑线下方是过热蒸汽的参数水和水蒸气的热力性质表【例5-3】确定以下各点的状态：（1）p=0.1MPa，t=110℃；（2）p=1MPa，v=0.1m³/kg解：（1）由饱和水和饱和蒸汽表查得p=0.1MPa时，ts=99.63℃由t=110℃>99.63℃,可知该状态为过热蒸汽（2）由饱和水和饱和蒸汽表查得由v’=0.011274m³/kg<v=0.1m³/kg<v’’=0.19430m³/kg可知该状态为湿蒸汽p=1MPa时，v’=0.011274m³/kg，v’’=0.19430m³/kg课堂练习【单选题】要确定饱和蒸汽的参数,除了知道其温度外,还必须知道其（

）。A

压力B

过热度C

干度D

不再需要D【单选题】要确定未饱和水的参数,除了知道其压力外,还必须知道其（

）。A

温度B

温升C

干度D

过冷度A水蒸气的焓-熵图水蒸气的焓-熵图水蒸气的焓-熵图水蒸气的焓-熵图水蒸气的焓-熵图水蒸气的焓-熵图水蒸气的焓-熵图平坦。水蒸气的焓-熵图水蒸气的焓-熵图水蒸气的焓-熵图水蒸气的焓-熵图水蒸气的焓-熵图湿空气干空气－不含水蒸气的空气湿空气－含水蒸气的空气

湿空气＝干空气＋水蒸气1干空气与湿空气未饱和湿空气:水蒸气的分压力p<ps，则水蒸气处于过热状态，这种由干空气和过热水蒸气组成的湿空气，称为未饱和湿空气。饱和湿空气:由干空气和饱和水蒸气组成的湿空气。湿空气2露点温度结露和露点:湿空气在定压下降温到与水蒸汽分压力相对应的饱和温度时，所出现的冷凝现象称为结露，此时的温度称为露点。回南天湿空气2露点温度vTsp11状态1为未饱和湿空气状态2为饱和湿空气露点p

v2p

v2露点温度即湿空气中水蒸气分压力pv对应的饱和温度湿空气3露点温度在工程上的意义①露点的测定可以预报是否有霜冻出现。湿空气中水蒸气含量越少，则其分压力越低，露点也越低。如果露点低于0℃，水蒸气就直接凝结成霜。②露点温度的高低可以说明湿空气的潮湿程度。湿空气温度一定时，露点温度越高说明湿空气中水蒸气的分压力越高，即水蒸气含量越多，则湿空气越潮湿。③露点温度对火电厂锅炉的设计和运行有重要的实际意义。锅炉尾部受热面省煤器和空预器的堵灰及腐蚀与露点温度有很大关系。课后巩固作业：已知:p=1MPa,试确定t=100℃，200℃时各处于哪个状态,各自h是多少?课外科普发电厂锅炉长啥样一个瓶子一些石头一些沙子就能讲出一个人生道理谢谢聆听水蒸气的坐标图思考题5-3为什么随着工质压力升高汽包锅炉会由自然循环变为强制循环？因为自然循环汽包锅炉的循环动力来自饱和水和干饱和蒸汽在水冷壁中的密度差产生的浮升力推动流动，随着压力升高，饱和水和干饱和蒸汽状态越来越近，密度差越来越小，浮升力越来越小，循环动力越来越小，因此随着工质压力升高汽包锅炉会采用在下联箱处加泵来推动流动，形成强制循环。水蒸气的坐标图思考题5-3为什么随着工质压力升高汽包锅炉会由自然循环变为强制循环？水蒸气的坐标图思考题5-7：因为超临界机组的参数压力大于临界压力，在锅炉的吸热过程中由水向过热蒸汽的转化时没有汽化过程，饱和水和干饱和蒸汽状态相同，不存在汽水分离过程，而汽包的作用是进行饱和水和干饱和蒸汽的分离，故超临界机组的锅炉不存在汽包。水蒸气的坐标图饱和温度与饱和压力是一一对应且同向变化。饱和压力降低饱和温度也降低，当压力低至几kPa时，饱和温度只有二三十度，水在二三十度就沸腾了。故沸腾状态下的水不一定烫手。思考题5-8处于沸腾状态的水总是烫手的，这种说法是否正确？为什么？没有400℃度的水，因为临界温度tc是最高的饱和温度，为374℃，当t>tc时，H2O都以过热蒸汽的状态存在。例题5-1是否存在400℃的液态水？为什么？水蒸气的坐标图水和水蒸气的热力性质表例：已知:p=1MPa,试确