,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,*,*,第四章、水蒸汽和湿空气,2024/11/15,1,电站锅炉,蒸汽生产过程,工质的参数,如何变化？,第四章、水蒸汽和湿空气2023/10/61电站锅炉工质的参数,第四章、水蒸汽和湿空气,2024/11/15,2,沸水堆,蒸汽生产过程,压水堆,蒸汽生产过程,第四章、水蒸汽和湿空气2023/10/62沸水堆压水堆,2024/11/15,3,第四章、水蒸汽和湿空气,1.,饱和温度和饱和压力,4-2,水的定压汽化过程,液体汽化,蒸发,沸腾,：任何温度下在液体表面进行的汽化现象，温度愈高愈强烈。,：沸腾是在给定压力所对应的温度下发生并伴随着大量汽泡产生的汽化现象。,2023/10/63第四章、水蒸汽和湿空气1.饱和温度和饱和,2024/11/15,4,4-1,水蒸气的定压汽化过程,汽化,液体分子挣脱液面进入蒸汽,液体汽化的速度取决于,液体的温度。,液化,蒸汽分子进入液面蒸汽液化的速度取决于蒸汽的压力。,饱和状态,：液体和蒸汽处于动态平衡的状态，此时，有：,饱和温度,t,s,(saturated temperature),饱和压力,p,s,(saturated pressure),饱和温度和饱和压力相互对应而不独立。,2023/10/644-1 水蒸气的定压汽化过程汽化液体分,2024/11/15,5,2.,水的定压加热、汽化过程,过冷水,t,=100,C,p,=10,MPa,water,water,饱和水,t,=311.086,C p,=10,MPa,water,steam,湿饱和蒸汽,t,=311.086,C,p,=10,MPa,steam,饱和蒸汽,t,=311.086,C,p,=10,MPa,steam,过热蒸汽,t,=100,C,p,=10,MPa,2023/10/652.水的定压加热、汽化过程过冷水wate,2024/11/15,6,2.,水的定压加热、汽化过程,(T-s,图,),2023/10/662.水的定压加热、汽化过程(T-s图),2024/11/15,7,2.,水的定压加热、汽化过程,(p-v,图,),2023/10/672.水的定压加热、汽化过程(p-v图),2024/11/15,8,2023/10/68,2024/11/15,9,说明,饱和水线,饱和蒸汽线,临界点,1,点、,2,线、,3,区、,5,态。,一点：临界点,2023/10/69说明饱和水线饱和蒸汽线临界点1点、2线、,2024/11/15,10,说明,汽化潜热,r,：,湿蒸汽的干度,x,：,两线：,饱和水线,干饱和蒸汽线,三区：,过冷水区,湿蒸汽区,过热蒸汽区,五态：,过冷水、饱和水、湿蒸汽、干饱和蒸汽、过热正气,1kg,饱和水定压加热汽化为干饱和蒸汽所需要的热量。,1kg,湿蒸汽中，含有,x kg,干饱和蒸汽和,(1-x)kg,饱和水,2023/10/610说明汽化潜热 r：湿蒸汽的干度 x,2024/11/15,11,3.,水的三相点,单相气态物质，两个相互独立的状态参数可以确定其状态；,汽、液共存的物质，温度和压力不相互独立；,汽、液、固三相共存的时候，温度与压力是确定的数值。,Vapour,Liquid,Solid,Gas,Critical Point,Triple,Point,T,P,273.16,K,相图：,2023/10/6113.水的三相点单相气态物质，两个相互独,2024/11/15,12,4-3,水和水蒸汽的状态参数,零点的规定：由于热力计算中对于焓,h,、内能,u,、熵,s,只关心其相对数值变化，因此可以人为规定其零点。,通常取水的三相点中液态水为基准点。规定三相点状态液态水的内能和熵为,0,。,2023/10/6124-3 水和水蒸汽的状态参数零点的规定,2024/11/15,13,一、饱和水和干饱和蒸汽表,1.,按温度排列,2023/10/613一、饱和水和干饱和蒸汽表1.按温度排列,2024/11/15,14,一、饱和水和干饱和蒸汽表,2.,按压力排列,2023/10/614一、饱和水和干饱和蒸汽表2.按压力排列,2024/11/15,15,一、饱和水和干饱和蒸汽表,说明：,1.,内能,u,按,u=h-pv,计算。,2.,对于湿蒸汽，需要已知干度,x,再计算参数。,2023/10/615一、饱和水和干饱和蒸汽表说明：1.内能,2024/11/15,16,二、未饱和水和过热蒸汽表,未饱和水和过热蒸汽表：需要,p,、,t,两个参数才能确定其它参数。,2023/10/616二、未饱和水和过热蒸汽表未饱和水和过热,一、饱和水和干饱和蒸汽表,凝汽器内的真空与环境温度的关系,2024/11/15,17,一、饱和水和干饱和蒸汽表凝汽器内的真空与环境温度的关系202,2024/11/15,18,4-4,焓熵（,h-s,）图,水蒸气的焓熵图,C,临界点,CA,下界线,CB,上界线,定压线,定容线,定温线,定干度线,湿蒸汽区的定压线就是定温线。,2023/10/6184-4 焓熵（h-s）图 水蒸气的焓,4-4,焓熵（,h-s,）图,2024/11/15,19,4-4 焓熵（h-s）图2023/10/619,2024/11/15,20,4-4,、焓熵（,h-s,）图,焓熵（,h-s,）图应用：,1.,确定状态参数；,2.,定压加热量：,q,12,=h,2,-h,1,；,3.,绝热膨胀的技术功：,w,t,=h,1,-h,2,;,2023/10/6204-4、焓熵（h-s）图焓熵（h-s）,2024/11/15,21,水蒸气的基本热力过程,由于水蒸汽是实际气体，因此计算中不能利用理想气体的状态方程，而需要利用水蒸汽图表来确定状态参数之间的关系。,2023/10/621水蒸气的基本热力过程由于水蒸汽是实际,2024/11/15,22,水蒸气的基本热力过程,在热工计算中，遇到最多的是水蒸气的定压过程,(,如锅炉中水蒸气的产生与冷凝器中水蒸气的凝结,),和绝热过程,(,蒸汽机或汽轮机中水蒸气的膨胀作功过程,),。,定压过程,绝热过程,2023/10/622水蒸气的基本热力过程 在热工计算,2024/11/15,23,课堂练习,利用水蒸气图表确定温度、压力、焓、熵和干度：,1.t=500,C,，,p=12MPa,；,2.p=12MPa,的干饱和蒸汽；,3.p=12MPa,的饱和水；,4.p=12MPa,，,t=100,C,；,5.p=12MPa,，,x=0.9,。,2023/10/623课堂练习利用水蒸气图表确定温度、压力、,2024/11/15,24,水蒸汽部分 小结,(1),熟悉工程上应用最广泛的工质水蒸气的 定压加热产生过程，并能在,p-v,图和,T-s,图上表示定压加热时水蒸气的状态变化过程；,(2),会利用水和水蒸气表及水蒸气的焓熵图确定水蒸气的状态参数。,2023/10/624水蒸汽部分 小结(1)熟悉工程上应,4-5 湿空气的性质,2024/11/15,25,2012,年荷兰艺术家,BerndnautSmilde,发明,室内人造云,4-5 湿空气的性质2023/10/6252012年荷兰艺术,2024/11/15,26,4-5,湿空气的性质,湿空气是,干空气,和,水蒸气,的混合物。由于湿空气中水蒸汽的分压力较低，可视为理想气体，则湿空气是理想气体的混合物。,未饱和湿空气,=,干空气,+,过热蒸汽，湿空气中，水蒸气的分压力小于湿空气的温度所对应的水蒸气的饱和压力：,饱和湿空气,=,干空气,+,饱和蒸汽，湿空气中，水蒸气的分压力等于湿空气的温度所对应的水蒸气的饱和压力：,1.,未饱和湿空气与饱和湿空气,2023/10/6264-5 湿空气的性质湿空气是干空气和水,2024/11/15,27,2,.,湿空气的露点,使未饱和湿空气成为饱和湿空气有两种途径：定温加湿和定湿降温：,露点,：湿空气中水蒸汽的分压力所对应的饱和温度称为是空气的路点，用,t,DP,表示。,2023/10/6272.湿空气的露点使未饱和湿空气成为饱,2024/11/15,28,3.,绝对湿度和相对湿度,绝对湿度,：每立方米湿空气中所含水蒸汽的质量,(,千克,),，即湿空气中水蒸汽的密度：,相对湿度,：湿空气的绝对湿度和同温度下最大可能绝对湿度之比，称为湿空气的相对湿度，它表明湿空气的吸湿能力：,相对湿度的测量：干、湿球温度计法,2023/10/6283.绝对湿度和相对湿度绝对湿度：每立方,2024/11/15,29,4.,湿空气的状态参数,含湿量,d,：每千克干空气中所含有的水蒸气的克数,2023/10/6294.湿空气的状态参数含湿量d：每千克干,2024/11/15,30,4.,湿空气的状态参数,湿空气的焓：,2023/10/6304.湿空气的状态参数湿空气的焓：,2024/11/15,31,4-6,湿空气的焓,-,湿图,内容：定焓线,(h),、定含湿量线,(d),、定温度线,(t),、定相对湿度线,(,),。,=100%,曲线为饱和湿空气线。,确定湿空气的露点：湿空气状态点所在的定,d,线与,=100%,的饱和湿空气线的交点对应的温度。,2023/10/6314-6 湿空气的焓-湿图内容：定焓线,2024/11/15,32,4-7,湿空气的基本热力过程,定湿加热过程,：沿定湿线向上，含湿量,d,不变，焓增大，相对湿度减小，吸湿能力增强。,定焓吸湿过程,：吸湿过程接近定焓过程，沿定焓线向右下，焓不变，相对湿度增大，温度降低。,冷却去湿过程,：沿定湿线下降至,=100%,的饱和湿空气线，再沿饱和湿空气线向左下，温度降低，焓降低，焓湿量,d,降低。,2023/10/6324-7 湿空气的基本热力过程定湿加热,2024/11/15,33,例题,某车间内空气的压力为,p,b,=101325Pa,，温度,t=38,C,，相对湿度,=,60%,，计算湿空气中水蒸气的分压力,p,v,、湿空气的露点温度,t,DP,、含湿量,d,和焓,h,。,解：,t=38,C,p,s,=6616.868 Pa,p,v,=,p,s,=3970.121 Pa ,t,DP,=28.8728,C,d=622(,p,s,)/(,p,b,-,p,s,)=25.365 g/kg,h=1.005t+0.001d(2501+1.89t)=103.4 kJ/kg,2023/10/633例题某车间内空气的压力为pb=1013,2024/11/15,34,作业,4-1,4-2,4-7,4-19,4-21,2023/10/634作业4-1,2024/11/15,35,2023/10/635,