水蒸气相变-及定压产生过程-课件.ppt

1、水蒸气相变 及定压产生过程1水蒸气相变 及定压产生过程2一、气化气化蒸发：通过液体表面进行的气化现象，可以在任 何温度下进行。沸腾：在液体的内部和表面同时发生的剧烈汽 化现象。精品资料水蒸气相变 及定压产生过程4冷却塔的原理：需冷却的水在水塔顶部通过管道向下喷洒，另外水塔壁有吹风机，吹风机把空气吹入，而顶部有一个很大的抽风机，把空气抽出塔顶，从而利于气流流动，加速水的降温。水蒸气相变 及定压产生过程5二、液化1)定义：物质从气态转变为液态的过程叫做液化，也 可称为凝结。结论:液化是放热过程。反之，汽化是吸热过程。液化放热实例：（1）被100的水蒸气烫伤比100的开水烫伤往往要严重得多水蒸气液化

2、时要放出大量的热；（2）冬天手上哈气口腔中的水蒸气液化放热让手变暖。（3）用水壶烧水时壶口上的白气水蒸气液化成的小水滴水蒸气相变 及定压产生过程6 pts饱和状态饱和状态：汽液两相的分子数保持一定的数量而处于：汽液两相的分子数保持一定的数量而处于 动态平衡状态。动态平衡状态。ss()pf t三、饱和状态饱和状态：饱和状态：饱和蒸汽：饱和状态下的蒸汽；饱和水：饱和状态下的水。水蒸气相变 及定压产生过程71)1)水变为蒸汽有两种方法：水变为蒸汽有两种方法：dp=0 dp=0，t t ；dt=0,p dt=0,p 。2 2）蒸汽变为水的两种方法：）蒸汽变为水的两种方法：dp=0 dp=0，t t ；

3、dt=0,p dt=0,p 。三、水与水蒸气的相变方法电厂的举例：给水泵、凝结水泵以及锅炉汽包。水蒸气相变 及定压产生过程8 第二节 水蒸气的定压产生过程水蒸气相变 及定压产生过程9 ptts v(,)v h s(,)v h s abcde 预热阶段预热阶段 汽化阶段汽化阶段 过热阶段过热阶段水蒸气相变 及定压产生过程10 ptts v(,)v h s(,)v h s vwvmxmmabcderhhstt水蒸气相变 及定压产生过程11cr22.064 MPap cr373.99tcr0.003106v 水蒸气相变 及定压产生过程12水蒸气相变 及定压产生过程13水蒸气相变 及定压产生过程14水

4、蒸气相变 及定压产生过程150.00061kJ/kg0 kJ/kghupv1xvxvx vvx vv1xhxhx hhx hh1xsxsx ssx ss水蒸气相变 及定压产生过程16水蒸气相变 及定压产生过程170w)(21ppvwt212121()()quuhhpp v水蒸气相变 及定压产生过程182121221 1()()()wquT sshhp vp v2121()()twqhT sshh 2211d()qT sT ss水蒸气相变 及定压产生过程190tw 21qhh21()wp vv水蒸气相变 及定压产生过程200q 12twhh21uuw水蒸气相变 及定压产生过程21e.g.：P11

5、1 5-1，5-4作业：作业：P126 5-1，5-4水蒸气相变 及定压产生过程22湿空气：湿空气：含有水蒸气的空气。含有水蒸气的空气。干空气：干空气：完全不含水蒸气的空气。完全不含水蒸气的空气。在干燥、空气调节以及精密仪表和电绝缘的防在干燥、空气调节以及精密仪表和电绝缘的防潮等对空气中的水蒸气特殊敏感的领域，则必须考潮等对空气中的水蒸气特殊敏感的领域，则必须考虑空气中水蒸气的影响。虑空气中水蒸气的影响。湿空气中水蒸气的分压力很低，可视水蒸气为湿空气中水蒸气的分压力很低，可视水蒸气为理想气体。一般情况下，湿空气可以看作理想混合理想气体。一般情况下，湿空气可以看作理想混合气体。根据道尔顿定律，湿

6、空气的总压力等于水蒸气体。根据道尔顿定律，湿空气的总压力等于水蒸气的分压力与干空气的分压力之和：气的分压力与干空气的分压力之和：avppp水蒸气相变 及定压产生过程231.未饱和湿空气与饱和湿空气未饱和湿空气与饱和湿空气 未饱和湿空气未饱和湿空气：饱和湿空气饱和湿空气：湿空气中的水蒸气未饱和，处于湿空气中的水蒸气未饱和，处于过热状态，湿空气还能吸收水份。过热状态，湿空气还能吸收水份。vspp T湿空气中的水蒸气已饱和，湿空气中的水蒸气已饱和，不能再吸收水份。不能再吸收水份。vspp T定温吸湿过程定温吸湿过程13 水蒸气相变 及定压产生过程242.露点露点 露点露点：结露结露：湿空气中的水蒸气

7、分压力湿空气中的水蒸气分压力pv v对应的饱和温度对应的饱和温度Td称为称为露点温度，露点温度，简称简称露点露点。vspp T定压降温到露点，湿空气中的水蒸气饱和，定压降温到露点，湿空气中的水蒸气饱和，凝结成水（过程凝结成水（过程12）。）。结霜结霜：d0 CT 水蒸气相变 及定压产生过程253.绝对湿度、相对湿度和含湿量绝对湿度、相对湿度和含湿量 湿度湿度：湿空气中水蒸气的含量。：湿空气中水蒸气的含量。（1 1）绝对湿度绝对湿度 1m3的湿空气中所含水蒸气的质量称为湿空气的湿空气中所含水蒸气的质量称为湿空气的的绝对湿度绝对湿度，即湿空气中水蒸气的密度：，即湿空气中水蒸气的密度：vvg,vpm

8、VR T饱和湿空气饱和湿空气的的绝对湿度绝对湿度达到最大值达到最大值TRpvg,ssg,v3v8.5145J/(mol K)461.518.016 10 kg/molRRM水蒸气的气水蒸气的气体常数：体常数：水蒸气相变 及定压产生过程26（2 2）相对湿度相对湿度 湿空气的绝对湿度湿空气的绝对湿度 与同温度下饱和湿空气的与同温度下饱和湿空气的绝对湿度绝对湿度 之比称为湿空气的之比称为湿空气的相对湿度。相对湿度。vssvsvpp饱和湿空气饱和湿空气干空气干空气未饱和湿空气未饱和湿空气相对湿度越小，空气越干燥，吸水能力越强；相对湿度越小，空气越干燥，吸水能力越强；相对湿度越大，空气越湿润，吸水能力

9、越低。相对湿度越大，空气越湿润，吸水能力越低。1010水蒸气相变 及定压产生过程27（3 3）含湿量含湿量 在湿空气中，与单位质量干空气共存的水蒸气在湿空气中，与单位质量干空气共存的水蒸气的质量，称为湿空气的的质量，称为湿空气的含湿量含湿量或或比湿度比湿度。avavmmdkg/kg(干空气干空气)TRpvg,vvTRpag,aass622.0pppd据理想气体状态方程：据理想气体状态方程：g,v461.5J/(kg K)Rg,a287 J/(kg K)R水蒸气相变 及定压产生过程284.湿空气的相对分子质量、气体常数及密度湿空气的相对分子质量、气体常数及密度干空气的干空气的相对分子质量相对分子

10、质量:97.28ar,M水蒸气的水蒸气的相对分子质量相对分子质量:016.18vr,Mrar,avr,vavr,ar,vMMMppMMppvr,ar,ar,vpMMMpv28.97 10.954pp湿空气的湿空气的平均相对分子质量平均相对分子质量:水蒸气相变 及定压产生过程29湿空气的湿空气的气体常数气体常数 gv287J/(kg K)1 0.378vRRpMp湿空气的湿空气的密度密度:每立方米湿空气所具有的质量。每立方米湿空气所具有的质量。avavmmVTpRRTRpvvg,ag,ag,11avg,ag,vppR TR TTpTps001317.0287水蒸气相变 及定压产生过程305.湿空

11、气的焓湿空气的焓 湿空气的湿空气的焓：焓：vvaahmhmH湿空气的湿空气的比焓：比焓：vaadhhmHhkJ/kg（干空气）（干空气）工程上，取工程上，取0 C时干空气、饱和水的焓为零，即时干空气、饱和水的焓为零，即 ha=0 、hv=01.005(2501 1.863)htdt1.005aphc ttv2501 1.863ht温度温度t下干空气和水蒸气的焓分别为下干空气和水蒸气的焓分别为温度温度t下干湿空气的焓为下干湿空气的焓为kJ/kg（干空气）（干空气）水蒸气相变 及定压产生过程316.湿空气的湿空气的焓湿图焓湿图 湿空气的湿空气的焓焓-湿图湿图是湿空气工程计算的重要工具。是湿空气工程

12、计算的重要工具。（1 1）定焓线簇定焓线簇 h0、h1、h2、h3（2 2）定含湿量线簇定含湿量线簇 d1、d2、d3（3 3）定温线簇定温线簇 t0、t1、t2、t3（4 4）定相对湿度线簇定相对湿度线簇 1、2、3 水蒸气相变 及定压产生过程32水蒸气相变 及定压产生过程331.加热吸湿过程加热吸湿过程 工程上的干燥处理过程，如谷物、木材、药材、工程上的干燥处理过程，如谷物、木材、药材、纺织品、食品、造纸等许多烘干工艺。纺织品、食品、造纸等许多烘干工艺。人工干燥人工干燥方法：利用方法：利用未饱和湿空气未饱和湿空气来吸收被干来吸收被干燥物体的水分，达到干燥的目的。燥物体的水分，达到干燥的目的

13、。为了提高湿空气的吸湿能力，通常先对湿空为了提高湿空气的吸湿能力，通常先对湿空气进行加热。由于加热过程气进行加热。由于加热过程中湿空气的含湿量不中湿空气的含湿量不变，但随着温度升高，相对湿度降低，湿空气的变，但随着温度升高，相对湿度降低，湿空气的吸湿能力增强。吸湿能力增强。水蒸气相变 及定压产生过程34在在焓焓-湿图中湿图中湿空气的加热过程如湿空气的加热过程如12所示。所示。加热后的湿空气送加热后的湿空气送入干燥室吸收被干燥物入干燥室吸收被干燥物料的水份。如果忽略干料的水份。如果忽略干燥室与外界的热量交换，燥室与外界的热量交换，物料中水份蒸发所吸收物料中水份蒸发所吸收的潜热完全来自湿空气，的潜

14、热完全来自湿空气，因此物料干燥过程对湿因此物料干燥过程对湿空气来说是空气来说是绝热加湿过绝热加湿过程，程，湿空气的湿空气的含湿量含湿量d 和和相对湿度相对湿度 增加，其焓增加，其焓值基本不变，如值基本不变，如23所示。所示。水蒸气相变 及定压产生过程352.冷却去湿过程冷却去湿过程 湿空气被冷却时，湿空气被冷却时，温度降低。在温度降至温度降低。在温度降至露点露点前其前其含湿量含湿量保持不保持不变，变，相对湿度相对湿度逐渐增加。逐渐增加。当当相对湿度达到相对湿度达到1时，时，湿空气饱和，如果再继湿空气饱和，如果再继续冷却，则析出水份，续冷却，则析出水份，过程将沿着的饱和曲线过程将沿着的饱和曲线向

15、含湿量减少、温度降向含湿量减少、温度降低的方向进行，如低的方向进行，如12所示。所示。水蒸气相变 及定压产生过程36干湿球温度计干湿球温度计由两个温度计构成，如图所示。由两个温度计构成，如图所示。如果将如果将干湿球温度计干湿球温度计置于通风良置于通风良好的湿空气中，由于好的湿空气中，由于湿球温度计湿球温度计上湿上湿布的水分蒸发布的水分蒸发,吸收汽化潜热，使湿吸收汽化潜热，使湿纱布中的水温降低，湿球温度计读数纱布中的水温降低，湿球温度计读数下降。当水分蒸发所需要的热量等于下降。当水分蒸发所需要的热量等于周围空气所传给的热量时，湿球温度周围空气所传给的热量时，湿球温度计读书维持在某一数值不变，这一

16、温计读书维持在某一数值不变，这一温度值称为度值称为湿球温度湿球温度 tw。干球温度计干球温度计：测量空气温度：测量空气温度 t 湿球温度计湿球温度计:测量湿球温度测量湿球温度 tw水蒸气相变 及定压产生过程37 当当湿空气湿空气未饱和时，其未饱和时，其相对湿度相对湿度愈小，愈小，湿球湿球温度计温度计上纱布中水分蒸发愈快，需要的汽化潜热上纱布中水分蒸发愈快，需要的汽化潜热愈多，愈多，湿球温度湿球温度愈低，干、湿球温度差就愈大；愈低，干、湿球温度差就愈大；反之，湿空气的相对湿度越大，干、湿球温度之反之，湿空气的相对湿度越大，干、湿球温度之差就愈小；当湿空气的差就愈小；当湿空气的相对湿度相对湿度等于等于1时时，湿空，湿空气为气为饱和湿空气饱和湿空气，干球温度干球温度与与湿球温度湿球温度相等。相等。干、湿球温度之差可以表征空气干、湿球温度之差可以表征空气相对湿度相对湿度的的大小，它们之间的关系可以表达为大小，它们之间的关系可以表达为 wftt 根据根据干湿球温度计测量的干湿球温度计测量的干、湿球温度就可干、湿球温度就可以由上式确定空气以由上式确定空气相对湿度相对湿度的大小。的大小。