水蒸氣與水蒸氣循環(huán)

1、水水 蒸蒸 氣氣 和和 水水 蒸蒸 氣氣 循循 環(huán)環(huán)一、汽化和液化一、汽化和液化汽化汽化：由液態(tài)到氣態(tài)的過程蒸發(fā)蒸發(fā)：液體表面進(jìn)行 的汽化過程液化液化：由氣相到液相的過程沸騰沸騰：在液體表面及內(nèi)部進(jìn)行 的強(qiáng)烈汽化過程。A 水蒸氣的性質(zhì)水蒸氣的性質(zhì)二、飽和狀態(tài)二、飽和狀態(tài) 當(dāng)汽化速度=液化速度時(shí)，系統(tǒng)處于動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平衡，宏觀上氣、液兩相保持一定的相對(duì)數(shù)量飽和狀態(tài)飽和狀態(tài)。飽和狀態(tài)的溫度飽和溫度，飽和溫度，ts(Ts)飽和狀態(tài)的壓力飽和壓力，飽和壓力，ps 加熱，使溫度升高如t，并保持定值，系統(tǒng)建立新的動(dòng)態(tài)平衡。與之對(duì)應(yīng)，p變成ps。所以sspT 一一對(duì)應(yīng)，只有一個(gè)獨(dú)立變量一一對(duì)應(yīng)，只有一個(gè)獨(dú)立

2、變量，即sspft 4C100sssstppatmt如其中幾個(gè)名詞： 飽和液飽和液處于飽和狀態(tài)的液體： t=ts 干飽和蒸汽干飽和蒸汽處于飽和狀態(tài)的蒸汽：t=ts 未飽和液未飽和液溫度低于所處壓力下飽和溫度的液體：tts, tts=d稱過稱過 熱度熱度。 濕飽和蒸汽濕飽和蒸汽飽和液和干飽和蒸汽的混合物：t=ts三、干度三、干度液汽汽mmmx（濕度 y=1x）x01飽和液濕飽和蒸汽干飽和蒸汽定義：濕蒸汽中干飽和蒸汽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用w或x表示。四、四、 水定壓加熱汽化過程水定壓加熱汽化過程1、水定壓加熱汽化過程、水定壓加熱汽化過程預(yù)熱預(yù)熱汽化汽化過熱過熱t(yī)ts2、水定壓加熱汽化過程的、水定壓加熱汽化

3、過程的p-v圖及圖及T-s圖圖臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)322.12MPa374.15 C0.00317m /kgcccptv1、零點(diǎn)規(guī)定、零點(diǎn)規(guī)定規(guī)定：三相點(diǎn)液態(tài)水熱力學(xué)能及熵為零規(guī)定：三相點(diǎn)液態(tài)水熱力學(xué)能及熵為零273.16273.163273.16000.00100021m /kgusv0611.6 0.001000210.612Jhupv可近似為零五、水和水蒸氣的狀態(tài)參數(shù)五、水和水蒸氣的狀態(tài)參數(shù)2、未飽和水（、未飽和水（t，p）查圖表或由專用程序計(jì)算16.273lnTcstchptpt3、飽和水和飽和水蒸氣、飽和水和飽和水蒸氣(ps和和ts) 查圖表或由專用程序計(jì)算查圖表或由專用程序計(jì)算壓力不太高時(shí)

4、，可近似4、過熱蒸汽（、過熱蒸汽（p，t）注意：過熱蒸汽不可用類似未飽和 水的近似式，因cp變化復(fù)雜。查圖表或由專用程序計(jì)算。5、濕飽和蒸汽、濕飽和蒸汽由由ts（或（或ps）與）與x共同確定共同確定：較大時(shí)xxvvvxvvxxvvx 1 10 x未飽和水 vv1 hxxhhxxsxxvphu濕蒸汽 vvv過熱蒸汽 vv xh 1 sxxssx ssxssTxs 六、水蒸氣表六、水蒸氣表 1.飽和水和干飽和蒸汽表飽和水和干飽和蒸汽表2.未飽和水和過熱蒸汽表未飽和水和過熱蒸汽表p0.001MPa0.005MPa0.01MPa飽飽和和參參數(shù)數(shù)ts=6.949v=0.0010001, v”=129.1

5、85h=29.21, h”=2513.3s=0.1056, s ”=8.9735ts=32.879v=0.0010053, v”=28.191h=137.72, h”=2560.6s=0.4761, s”=8.3930ts=45.799v=0.0010103, v”=14.673h=191.76, h”=2583.7s=0. 6490, s”=8.1481tvhsvhsvhsm3/kgkJ/kgkJ/(kgK)m3/kgkJ/kgkJ/(kgK)m3/kgkJ/kgkJ/(kgK) 00.0010002- -0.05- -0.00020.0010002- -0.05- -0.00020.001

6、0002- -0.04- -0.000210130.5982519.08.99380.001000342.010.15100.001000342.010.151020135.2262537.79.05880.001001883.870.29630.001001883.870.296340144.4752575.29.182328.8542574.08.43660.001009167.510.572350149.0962593.99.241229.7832592.98.496114.8692591.88.173260153.7172612.79.298430.7122611.88.553715.

7、3362610.88.231380162.9562650.39.408032.5662649.78.663916.2682648.98.3422100172.1922688.09.512034.4182687.58.768217. 1962686.98.4471120181.4262725.99.610936.2692725.58.867418.1242725.18.5466七、水蒸氣的焓七、水蒸氣的焓熵（熵（h-s）圖）圖一、定壓過程一、定壓過程初末hhqp01hhql03hhqp12hh 23suphhq1 1、熱量、熱量2、汽化潛熱、汽化潛熱p/MPa0.0010.010.111022.

8、12/kJ/kg2485.02392.92257.92013.61319.70B 水蒸氣的基本過程水蒸氣的基本過程三、定熵過程三、定熵過程 2221112121vphvphuuwhhwt四、四、水蒸氣絕熱節(jié)流水蒸氣絕熱節(jié)流定義：由于局部阻力，使流體定義：由于局部阻力，使流體 壓力降低的現(xiàn)象壓力降低的現(xiàn)象。1、絕熱節(jié)流一般概念、絕熱節(jié)流一般概念、水蒸氣節(jié)流過程、水蒸氣節(jié)流過程節(jié)流后溫度稍有下降節(jié)流后溫度稍有下降節(jié)流現(xiàn)象的工程應(yīng)用節(jié)流現(xiàn)象的工程應(yīng)用氣體液化氣體液化發(fā)動(dòng)機(jī)功率調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)功率調(diào)節(jié)孔板流量計(jì)，干度計(jì)孔板流量計(jì)，干度計(jì)利用利用J J，結(jié)合實(shí)驗(yàn)，建立實(shí)際氣體微分方程，結(jié)合實(shí)驗(yàn)，建立實(shí)際氣體微

9、分方程熱網(wǎng)中蒸汽降壓熱網(wǎng)中蒸汽降壓C 循環(huán)和水蒸氣的循環(huán)循環(huán)和水蒸氣的循環(huán)一、循環(huán)一、循環(huán) 1、定義、定義：封閉的熱力過程封閉的熱力過程 特性特性：一切狀態(tài)參數(shù)恢復(fù)原值一切狀態(tài)參數(shù)恢復(fù)原值， d0 x 2、 動(dòng)力循環(huán)（正向循環(huán)）動(dòng)力循環(huán)（正向循環(huán)）輸出凈功；輸出凈功；在在pv圖及圖及Ts圖上順時(shí)針進(jìn)行；圖上順時(shí)針進(jìn)行；3、 逆向循環(huán)逆向循環(huán) 制冷循環(huán)制冷循環(huán) 熱泵循環(huán)熱泵循環(huán) 一般地講：輸入凈功；輸入凈功； 在狀態(tài)參數(shù)圖逆時(shí)針運(yùn)行；在狀態(tài)參數(shù)圖逆時(shí)針運(yùn)行； 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)：代價(jià)收益動(dòng)力循環(huán)： 熱效率net11twq制冷循環(huán)： 制冷系數(shù)2net1qorw供暖系數(shù)1net1qw4、 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)經(jīng)濟(jì)性指

10、標(biāo)二、二、 卡諾循環(huán)和卡諾定理卡諾循環(huán)和卡諾定理1、 卡諾循環(huán)及其熱效率卡諾循環(huán)及其熱效率 卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)21絕熱壓縮是兩個(gè)熱源的可逆循環(huán)32等溫吸熱43絕熱膨脹14等溫放熱卡諾循環(huán)熱效率卡諾循環(huán)熱效率net11LthwTqT 討論：討論：,tChLhLf T TTT2）0,1LhtCTT 3）,0LhtCTT若第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成；1）tCnet1Lwqq即循環(huán)必需有放熱 4）實(shí)際循環(huán)不可能實(shí)現(xiàn)卡諾循環(huán)；5）卡諾循環(huán)指明了一切熱機(jī)提高熱效率的方向。2、 卡諾定理卡諾定理 定理定理1：在在相同溫度相同溫度的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩吹母邷責(zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩?之間工作的之間工作的一切可逆循環(huán)

11、一切可逆循環(huán)，其，其熱效率都相熱效率都相 等等，與可逆循環(huán)的，與可逆循環(huán)的種類無關(guān)種類無關(guān)，與采用哪種，與采用哪種 工質(zhì)也無關(guān)工質(zhì)也無關(guān)。 定理定理2：在同為溫度：在同為溫度T1的熱源和同為溫度的熱源和同為溫度T2的冷源的冷源 間工作的間工作的一切不可逆循環(huán)一切不可逆循環(huán)，其熱效率必，其熱效率必小小 于可逆循環(huán)熱效率于可逆循環(huán)熱效率。 理論意義：理論意義： 1）提高熱機(jī)效率的途徑：可逆、提高）提高熱機(jī)效率的途徑：可逆、提高T1，降低，降低T2 2）提高熱機(jī)效率的極限。）提高熱機(jī)效率的極限。1、朗肯循環(huán)、朗肯循環(huán)三、三、 簡(jiǎn)單蒸汽動(dòng)力裝置循環(huán)簡(jiǎn)單蒸汽動(dòng)力裝置循環(huán)郎肯循環(huán)郎肯循環(huán)2、朗肯循環(huán)的熱效

12、率、朗肯循環(huán)的熱效率net2111twqqq 411hhq 1243net211141thhhhwqqqhh 若忽略水泵功若忽略水泵功，則，則 21213121hhhhhhhht3、初參數(shù)對(duì)朗肯循環(huán)熱效率的影響、初參數(shù)對(duì)朗肯循環(huán)熱效率的影響12TT不變t1）初溫）初溫t12）初壓力）初壓力p112,TT不變但但x2下降且下降且p太高造成強(qiáng)度問題太高造成強(qiáng)度問題t3）背壓）背壓p212,TT不變但受制于環(huán)境溫度，不能任意降低226kPa,36.17 C;4kPa,28.95 Cssptpt同時(shí)，x2下降t四、核電廠理論循環(huán)四、核電廠理論循環(huán)4-1 水在蒸汽發(fā)生器中的預(yù)熱、水在蒸汽發(fā)生器中的預(yù)熱、汽化過程近似認(rèn)為定壓過程汽化過程近似認(rèn)為定壓過程 114qhh1-2