工程熱力學(xué)：水蒸氣性質(zhì)2013

1、第三章氣體和蒸汽性質(zhì)渦輪泵冷凝器鍋爐1342蒸汽動力循環(huán)示意41122334加熱膨脹放熱壓縮純物質(zhì)與混合物 H2O純物質(zhì)：無相變的混合物可視為純物質(zhì)（如干Air）只有一種化學(xué)成分CO2混合物：由純物質(zhì)組成 干（濕）Air純物質(zhì)的 p-v-T關(guān)系固-液臨界點液-氣氣固-氣固液三相線等壓線等溫線水 H2O二氧化碳 CO2實際氣體離液態(tài)較近時稱蒸氣,否則稱氣體內(nèi)參數(shù)和物種有關(guān)熱力學(xué)面第三章 氣體和蒸汽性質(zhì)3-1 概述3-2 比熱和熵的定義3-3 理想氣體模型3-4 理想氣體的狀態(tài)參數(shù)計算3-5 相平衡與相變3-6 水的 p-v-T關(guān)系3-7 水的狀態(tài)參數(shù)計算相平衡與相變物態(tài)：構(gòu)成物質(zhì)分子的聚集態(tài)：氣

2、態(tài) 液態(tài) 固態(tài)相：在熱力學(xué)平衡態(tài)下，化學(xué)物理性質(zhì)相同 的均勻物質(zhì)的聚集態(tài)（固態(tài)可能有多相（石墨、金剛石）相變：一相變?yōu)榱硪幌嗟倪^程.固-液：溶解、凝固液-氣：汽化、凝結(jié)（液化）固-氣：升華、凝華汽化蒸發(fā)沸騰相平衡態(tài) 當(dāng)汽化速度=液化速度時，系統(tǒng)處于動態(tài)平衡相平衡態(tài)(飽和狀態(tài))。飽和狀態(tài)的溫度飽和溫度，ts飽和狀態(tài)的蒸汽壓力飽和壓力，ps相平衡態(tài) 加熱，使溫度升高如 ts，保持定值，系統(tǒng)建立新的動態(tài)平衡。與之對應(yīng)，p 變成 ps。一一對應(yīng)，只有一個獨立變量 t/ 02050100120150p/ MPa0.0 006 1120.0 023 3850.0 123 4460.1 013 3250.

3、198 4830.47 571克拉貝隆方程（P228）汽化潛熱飽和汽飽和液水的定壓加熱汽化實驗固-液臨界點液-氣氣固液三相線等壓線等溫線水 H2O固-汽t tst = tst tst = tst = ts水的定壓加熱汽化實驗結(jié)果ppTs過熱度T = T-Ts過冷水（未飽和水）飽和水干飽和蒸汽過熱蒸汽濕飽和蒸汽壓縮性大于熱脹性壓縮性小于熱脹性固-液臨界點液-氣氣固液三相線等壓線等溫線水 H2O固-汽超臨界流體濕飽和蒸汽（濕蒸汽）的狀態(tài)x01飽和水濕飽和蒸汽干飽和蒸汽濕蒸汽中干飽和蒸汽的質(zhì)量分數(shù)折合（平均）比參數(shù)干度水的相區(qū)分布 TcTcpc一點臨界點Critical point兩線飽和水線飽和汽

4、線三區(qū)過冷水區(qū)濕蒸汽區(qū)過熱蒸汽區(qū)五態(tài)過冷水飽和水濕蒸汽飽和汽過熱汽pc固-液臨界點液-氣氣固液三相線等壓線等溫線水 H2O固-汽超臨界流體物質(zhì)的臨界點146.1 概述相圖氣固液汽三相點克拉貝隆(飽和線)方程（P228）熔解熱凝固體積膨脹凝固體積縮小升華線三相點(水)汽化線超臨界流體汽化潛熱升華熱可求汽化潛熱熔解線固-液臨界點液-氣氣固液三相線等壓線等溫線水 H2O固-汽超臨界流體三相點p =常數(shù)（足夠小）3-7 水的狀態(tài)參數(shù)計算3-7 水的狀態(tài)參數(shù)計算三相液點12pp3-7 水的狀態(tài)參數(shù)計算三相液點34pp3-7 水的狀態(tài)參數(shù)計算三相點56pp固、液零點規(guī)定可近似為零固-液臨界點液-氣氣固液三

5、相液點水 H2O固-汽規(guī)定三相點熱力學(xué)能及熵為零水蒸氣的T s圖 水在液相 定干度線焓熵圖定壓線 定溫線定容線 定干度線焓熵圖pcpTTc定壓線分析焓熵圖pcpTTc定溫線分析理想氣體定溫線等于定焓線（水平線）飽和氣線處定溫線與定壓線相相切未飽和水和過熱蒸汽表(表3-7)p0.001 MPa0.005 MPa0.01 MPa飽和參數(shù)ts=6.949 v=0.001 000 1, v”=129.185h=29.21, h”=2513.3s=0.105 6, s ”=8.9735ts=32.879 v=0.001 005 3, v”=28.191h=137.72, h”=2 560.6s=0.47

6、61, s”=8.3930ts=45.799 v=0.001 010 3, v”=14.673h=191.76, h”=2583.7s=0. 649 0, s”=8.1481tvhsvhsvhsm3/kgkJ/kgkJ/(kgK)m3/kgkJ/kgkJ/(kgK)m3/kgkJ/kgkJ/(kgK) 00.0010002-0.05-0.00020.00100020.0010003-0.05-0.00020.0010002-0.04-0.000210130.5982519.08.993842.010.15100.001000342.010.151020135.2262537.79.05880.

7、001001883.870.29630.001001883.870.296340144.4752575.29.182328.8542574.08.43660.001009167.510.572350149.0962593.99.241229.7832592.98.496114.8692591.88.173260153.7172612.79.298430.7122611.88.553715.3362610.88.231380162.9562650.39.408032.5662649.78.663916.2682648.98.3422100172.1922688.09.512034.4182687

8、.58.768217. 1962686.98.4471120181.4262725.99.610936.2692725.58.867418.1242725.18.5466飽和水和干飽和蒸汽表(表3-6) 已知水蒸氣的壓力為p = 0.5 MPa，比體積v = 0.35 m3/kg問這是不是過熱蒸汽？如果不是，那么是飽和蒸汽還是濕蒸汽？用水蒸氣表求出其他參數(shù)。解：所以該水蒸氣不是過熱蒸汽而是飽和濕蒸汽利用水蒸氣表3-6，p = 0.5 MPa時0.5 MPa例:返回0.5 MPa返回0.5 MPa返回 已知水蒸氣的壓力為 p = 0.5 MPa，問 何狀態(tài)？0.5 MPa作業(yè)習(xí)題 p95 322，324思考題 p93 3