5章蒸汽的热力性质课件.ppt

1、新5章蒸汽的热力性质章蒸汽的热力性质1.1.熟练掌握水蒸汽的有关基本概念：熟练掌握水蒸汽的有关基本概念：（1 1）饱和水（饱和温度、饱和压力）饱和水（饱和温度、饱和压力）（2 2）过冷度（过冷水）、过热度（过热蒸汽）过冷度（过冷水）、过热度（过热蒸汽）（3 3）液体热、过热热、汽化潜热、干度、临界点）液体热、过热热、汽化潜热、干度、临界点（4 4）一点、两线、三区、五态一点、两线、三区、五态2.2.熟练掌握水蒸汽的热力性质、水定压汽化过程和水蒸汽的熟练掌握水蒸汽的热力性质、水定压汽化过程和水蒸汽的 P-V P-V图、图、T-ST-S图图3.3.掌握水蒸汽表和利用水蒸汽表进行五态的相关基本计算掌

2、握水蒸汽表和利用水蒸汽表进行五态的相关基本计算4.4.掌握水蒸汽的掌握水蒸汽的h-Sh-S图和基本热力过程计算图和基本热力过程计算基本要求：基本要求：RTbvvap)(2范德瓦尔方程范德瓦尔方程实际气体的热力学能和焓不仅是温度的函数，且与体积有关，所实际气体的热力学能和焓不仅是温度的函数，且与体积有关，所以比热容也是温度和体积的函数。以比热容也是温度和体积的函数。Rccvp水蒸汽的热力学能、焓和熵通过查图和表求得水蒸汽的热力学能、焓和熵通过查图和表求得。实际气体的状态方程：实际气体的状态方程：理想气体：理想气体：RTpv)(Tuu 水蒸汽：水蒸汽：-实际气体（不能用理想气体的状态方程）实际气体

3、（不能用理想气体的状态方程）汽化和液化汽化和液化汽化汽化蒸发蒸发沸腾沸腾饱和蒸汽饱和蒸汽饱和水饱和水饱和状态饱和状态相应的温度和压力称为饱和温相应的温度和压力称为饱和温度度（ts）和饱和压力，两者一和饱和压力，两者一一对应。一对应。ts=f(P)容器中装有容器中装有1kg1kg水，水，MPap1.0C0atkgmva3001.00av100v100 xv100v 100vcddcpvTsababeessxsss”Tsvavv”vxvs0pTabcedebavc d五个状态五个状态：（1 1）a a：未饱和水（过冷水），：未饱和水（过冷水），t ts,过热度过热度 t=t-ts,p、T 是独立的

4、状态参数，单相均匀系是独立的状态参数，单相均匀系=f(p,T)。三个阶段：三个阶段：1）定压预热阶段定压预热阶段a-b：未饱和水变为饱和水。比液体热：未饱和水变为饱和水。比液体热：2）定压汽化阶段定压汽化阶段b-c-d：饱和水变为干饱和蒸汽饱和水变为干饱和蒸汽，既是定压又是既是定压又是定温的相变加热过程。比汽化潜热：定温的相变加热过程。比汽化潜热：3）定压过热阶段定压过热阶段d-e：饱和蒸汽变成过热蒸汽饱和蒸汽变成过热蒸汽，比过热热，比过热热：Stooplassabhhdtcq0面积bssbdhh 面积dsdeshhdtcqttpS 面积supssxsss”Tsvavv”vxvs0pTabce

5、debavc dx=0 x=0 x=1x=1p0vsT0CC湿蒸汽区湿蒸汽区湿蒸汽区湿蒸汽区过热蒸汽区过热蒸汽区过热蒸汽区过热蒸汽区未饱和水区未饱和水区未饱和水区未饱和水区1 1、一点二线三区五态。一点二线三区五态。2 2、当压力升高时，饱和温度随之升高，汽化过程缩短，比汽化、当压力升高时，饱和温度随之升高，汽化过程缩短，比汽化潜热减少，预热过程变长，比液体热增加。潜热减少，预热过程变长，比液体热增加。3 3、饱和水的比体积随压力的升高略有增加，而饱和蒸汽的比体、饱和水的比体积随压力的升高略有增加，而饱和蒸汽的比体积则随压力的升高明显的减小。积则随压力的升高明显的减小。4 4、临界点上的比汽化

6、潜热为零，即汽化在一瞬间完成。、临界点上的比汽化潜热为零，即汽化在一瞬间完成。ssxsss”Tsvavv”vxvs0pTabcedebavc d（1 1）饱和水（饱和温度、饱和压力）饱和水（饱和温度、饱和压力）（2 2）过冷度（过冷水）、过热度（过热蒸汽）过冷度（过冷水）、过热度（过热蒸汽）（3 3）液体热、过热热、汽化潜热、干度、临界点）液体热、过热热、汽化潜热、干度、临界点（4 4）一点、两线、三区、五态一点、两线、三区、五态p0vsT0 x=1x=1x=0 x=0CC湿蒸汽区湿蒸汽区湿蒸汽区湿蒸汽区过热蒸汽区过热蒸汽区过热蒸汽区过热蒸汽区未饱和水区未饱和水区未饱和水区未饱和水区饱和水与饱

7、和水蒸气表、未饱和水与过热蒸汽表饱和水与饱和水蒸气表、未饱和水与过热蒸汽表 一、饱和水与饱和水蒸气表一、饱和水与饱和水蒸气表1.1.按温度排列，按温度排列，附表附表2 2tp,v，h，s，v”，h”，s”2.2.按压力排列，按压力排列，附表附表3 3pts,v，h，s，v”，h”，s”湿蒸汽：湿蒸汽：v，h，s v”，h”，s”xxvxhxs二、未饱和水与过热水蒸气表二、未饱和水与过热水蒸气表t，p v，h，s u=h-pv三、计算步骤三、计算步骤1、确定状态、确定状态已知已知（p，t）tst ts 过热蒸汽过热蒸汽 t ts 未饱和水未饱和水 已知（p，v）v,v”vv v”湿蒸汽湿蒸汽 v

8、 v”过热蒸汽过热蒸汽 xSx，hx2、根据状态查相应的图或表，湿蒸汽查饱和水与饱和蒸汽表，再、根据状态查相应的图或表，湿蒸汽查饱和水与饱和蒸汽表，再利用干度公式求出。利用干度公式求出。3、热力学能利用公式、热力学能利用公式u=h-pv求得求得。P=0.5MpaP=0.5Mpa，v=0.36mv=0.36m3 3/kg/kg 查饱和水与饱和蒸汽表查饱和水与饱和蒸汽表 ts=151.85 C，v=0.0010928m3/kg，v”=0.37481m3/kg解：湿蒸汽湿蒸汽96.0vvvvxh=640.1kJ/kg，h”=2748.5kJ/kgs=1.8604kJ/(kg K)，s”=6.8215

9、kJ/(kg K)kgkJhxxhhx/78.26631.640)96.01(5.274896.0)1()/(6231.68604.1)96.01(8215.696.0)1(KkgkJsxxssxkgkJpvhuxx/78.24831036.0105.078.266336 一、定压线一、定压线：dqp=dh，dq=T.ds，定压预热阶段：定压预热阶段：向上凹曲的曲线；向上凹曲的曲线；定压汽化阶段：定压汽化阶段：直线直线；定压过热阶段：定压过热阶段：上凹曲的曲线。上凹曲的曲线。Tshp因因T-s图分析循环有优点，但图分析循环有优点，但用于计算不方便；而用于计算不方便；而h-s图用图用作数值计算很

10、方便。作数值计算很方便。hsx=1CpTx=0二、定温线二、定温线：在湿蒸汽区定压线就在湿蒸汽区定压线就是定温线，因而定温是定温线，因而定温线在湿蒸汽区为直线；线在湿蒸汽区为直线；在过热蒸汽区为向右在过热蒸汽区为向右凸曲的曲线，凸曲的曲线，越往右，越往右，定温线越趋于水平。定温线越趋于水平。三、定干度线：三、定干度线：湿蒸汽区不同定压线上干度相同的状态点的连线。湿蒸汽区不同定压线上干度相同的状态点的连线。hsx=1CpTx=0目的目的：1 1）初、终状态参数；）初、终状态参数；2 2）过程功、热量以及焓、熵的变化量）过程功、热量以及焓、熵的变化量。wuqtwhqpvuhhqpuqv21pdvw

11、pvdwt2121Tdsq可逆过程可逆过程求解步骤：求解步骤：1 1）根据初态已知条件查图或表得到其他状态参数。）根据初态已知条件查图或表得到其他状态参数。2 2）根据过程特征和终态参数查图或表得到其他终态参数。）根据过程特征和终态参数查图或表得到其他终态参数。3 3）根据初、终状态参数求出功、热量以及焓、熵变化量。）根据初、终状态参数求出功、热量以及焓、熵变化量。一、定容过程一、定容过程（v=常数常数)021pdvwv2121,ppvvdpwvt体积功体积功技术功技术功 121211122212ppvhhvphvphuuqv二、定压过程二、定压过程（p=常数常数)1221vvppdvwp02

12、1,vdpwpt体积功体积功 技术功技术功1211122212122112hhvpuvpuvvpuupdvuuqpp1x=1hs2t21x1三、定温过程三、定温过程（T=常数常数)四、绝热过程四、绝热过程（s=常数常数)2112ssTTdsqT单位质量热量：单位质量热量：11122212121212)(vphvphssTuussTuuqwTT)(121212,hhssThhqwTTt体积功：体积功：技术功：技术功：)()()(2221112112vphvphuuuuqwss2112,)(hhhhqwsst体积功：体积功：技术功：技术功：3hsp2p1t11221,hhwst1-21-2可逆过程

13、可逆过程：1-31-3不可逆过程不可逆过程：31,hhwst2131,hhhhwwststoi 绝热效率（相对内效率）：绝热效率（相对内效率）：p1=5MPa，t1=450 Cp2=0.005Mpahsp2p1t112解：解：可逆过程可逆过程1-21-2：p1，t1h1=3317kJ/kg，s1=6.8204kJ/(kg K)s2=s1=6.8204kJ/(kg K)p2s s2 2=0.4762kJ/(kg0.4762kJ/(kg K)K)，s s2 2”=”=8.3952kJ/(kg8.3952kJ/(kg K)K)h h2 2=137.77kJ/kg137.77kJ/kg，h h2 2”

14、=2561.2kJ/kg”=2561.2kJ/kg801.02222ssssxkgkJhxxhh/207977.137)801.01(2.2561801.0)1(222kgkJhhwt/123820793317212hsp2p1t112不可逆过程不可逆过程1-21-2：kgkJwhhkgkJhhwwtoitoit/220312389.03317/11141221p2s2=0.4762kJ/(kg K)，s2”=8.3952kJ/(kg K)h2=137.77kJ/kg，h2”=2561.2kJ/kg852.022222;hhhhx)/(22321.7)1(2 22 2 2KkgkJsxsxs)

15、/(4028.01 2KkgkJsssg（1 1）汽化、凝结（）汽化、凝结（2 2）饱和状态（饱和温度、饱和压力）饱和状态（饱和温度、饱和压力）（3 3）过冷度（过冷水）、过热度（过热蒸汽）过冷度（过冷水）、过热度（过热蒸汽）（4 4）液体热、过热热、汽化潜热、干度、临界点）液体热、过热热、汽化潜热、干度、临界点 （5 5）一点、两线、三区、五态一点、两线、三区、五态蒸汽的蒸汽的P-V图、图、T-S图图(一点、两线、三区、五态一点、两线、三区、五态)（3 3）水蒸气表）水蒸气表 a a、饱和水（用、饱和水（用 表示）和饱和水蒸汽表（用表示）和饱和水蒸汽表（用”表示）表示）b b、未饱和水和过热水蒸气表、未饱和水和过热水蒸气表(热力学能用热力学能用 U=h-PV 来计算来计算)c c、湿蒸汽用：、湿蒸汽用：Y x=X Y”+(1-X)Y 来计算来计算 （4 4）h-S h-S图（定压线图（定压线P P、定温线、定温线T T、定干度线、定干度线X X）定容过程（定容过程（2 2）定压过程（）定压过程（3 3）定温过程（）定温过程（4 4）绝热过程）绝热过程 计算步骤：计算步骤：a a、由两初态查表或图、由两初态查表或图 b b、确定终态并查表、确定终态并查表 c c、计算、计算 q w wt h S 等。等。THANKS谢谢聆听