實際氣體與水蒸汽的性質(zhì)

實際氣體與水蒸汽的性質(zhì)第一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五水和水蒸氣是實際氣體的代表水蒸氣在空氣中含量極小，當(dāng)作理想氣體一般情況下，為實際氣體，使用圖表18世紀(jì)，蒸氣機(jī)的發(fā)明，是唯一工質(zhì)直到內(nèi)燃機(jī)發(fā)明，才有燃?xì)夤べ|(zhì)目前仍是火力發(fā)電、核電、供暖、化工的工質(zhì)優(yōu)點:便宜，易得，無毒，膨脹性能好，傳熱性能好是其它實際氣體的代表第二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五本章主要內(nèi)容1.實際工質(zhì)的物性3.水蒸氣圖表的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用4.水蒸氣熱力過程2.水蒸氣的產(chǎn)生過程水蒸氣蒸氣蒸汽SteamVapor第三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五§

8.1純物質(zhì)的熱力學(xué)面及相圖物質(zhì)三種聚集狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)熱力學(xué)面：以p,v,T表示的物質(zhì)各種狀態(tài)的曲面水的三態(tài)：冰、水、蒸汽Puresubstance

Solid

Liquid

Gas

Ice

Water

Steam

第四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五水的熱力學(xué)面兩相區(qū)單相區(qū)氣液固六個區(qū)：三個單相區(qū)、三個兩相區(qū)液--氣固--氣固--液第五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五飽和線、三相線和臨界點pv四個線：三個飽和線、一個三相線飽和氣線三相線飽和液線飽和固線T臨界點一個點：臨界點SaturationlineTripleline第六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五臨界點Criticalpoint水的臨界點狀態(tài)飽和液線與飽和氣線的交點氣液兩相共存的pmax,Tmax等溫線是鞍點臨界點第七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五純物質(zhì)的p-T相圖ppTT液液氣氣固固水一般物質(zhì)三相點三相點臨界點臨界點流體流體升華線升華線凝固線凝固線汽化線汽化線第八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五

思考題沒有。t>374.16℃有3.有沒有500oC的水？1.溜冰冰刀2.北方冬天晾在外邊的衣服，是否經(jīng)過液相4.有沒有-3℃

的蒸汽？5.一密閉容器內(nèi)有水的汽液混合物，對其加熱，是否一定能變成蒸汽？第九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五純物質(zhì)的p-T相圖ppTT液液氣氣固固水一般物質(zhì)三相點三相點臨界點臨界點流體流體第十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五飽和線、三相線和臨界點pv飽和氣線三相線飽和液線飽和固線T臨界點第十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五§8.2汽化與飽和沸騰：表面和液體內(nèi)部同時發(fā)生的汽化(氣體和液體均處在飽和狀態(tài)下)汽化:

由液態(tài)變成氣態(tài)的物理過程

(不涉及化學(xué)變化)蒸發(fā)：汽液表面上的汽化BoilVaporization第十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五飽和狀態(tài)Saturationstate飽和狀態(tài)：汽化與凝結(jié)的動態(tài)平衡飽和溫度Ts飽和壓力ps一一對應(yīng)放掉一些水，Ts不變，ps？Tspsps=1.01325barTs=100℃青藏ps=0.6barTs=85.95℃高壓鍋ps=1.6barTs=113.32℃SaturationtemperatureSaturationpressure第十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五純物質(zhì)的p-T相圖ppTT液液氣氣固固水一般物質(zhì)三相點三相點臨界點臨界點流體流體汽化線汽化線第十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五§8.3水蒸氣的定壓發(fā)生過程t<tst=tst=tst=tst>tsv<v’v=v’v=v’’v’<v<v’’v>v’’未飽和水飽和水飽和濕蒸汽飽和干蒸汽過熱蒸汽h<h’h=h’h=h’’h’<h<h’’h>h’’s<s’s=s’s=s’’s’<s<s’’s>s’’水預(yù)熱汽化過熱第十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五水蒸氣定壓發(fā)生過程說明(1)(2)(3)理想氣體實際氣體汽化時，T＝Ts不變，但h增加汽化潛熱(4)未飽和水過冷度過冷水過熱蒸汽過熱度只有熵加熱時永遠(yuǎn)增加第十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五sp-v圖，T-s圖上的水蒸氣定壓加熱過程一點，二線，三區(qū)，五態(tài)第十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五等壓線上飽和態(tài)參數(shù)ptsv’(m3/kg)v’’s’s’’kJ/(kg.K)0.0061120.010.00100022206.1750.09.15621.099.630.00104341.69461.30277.36085.0151.850.00109280.374811.86046.821550.0263.920.00128580.039412.92095.9712221.29374.150.003260.003264.4294.429(bar)(℃)bdbd第十八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五定壓加熱線與飽和液線相近的說明當(dāng)忽略液體cp變化，不同的p，液體近似不可壓，v不變對每個不變的T第十九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五§8.4水和水蒸氣狀態(tài)參數(shù)及其圖表狀態(tài)公理：簡單可壓縮系統(tǒng)，兩個獨立變量未飽和水及過熱蒸汽，一般已知p、T即可飽和水和干飽和蒸汽，只需確定p或T濕飽和蒸汽，p和T不獨立，汽液兩相1875年，吉布斯提出了吉布斯相律第二十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五吉布斯相律Gibbsphaserule無化學(xué)反應(yīng)時，熱力系獨立參數(shù)數(shù)目為獨立強(qiáng)度參數(shù)數(shù)組元數(shù)相數(shù)對于水單元系單相2個（p和T）兩相1個（p或T）三相0個（p和T定值）四相不可能第二十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五水和水蒸氣狀態(tài)參數(shù)確定的原則1、未飽和水及過熱蒸汽確定任意兩個獨立參數(shù)，如：p、T2、飽和水和干飽和蒸汽確定p或T3、濕飽和蒸汽除p或T外，其它參數(shù)與兩相比例有關(guān)第二十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五兩相比例由干度x確定定義干飽和蒸汽飽和水對干度x的說明：x=0飽和水x=1干飽和蒸汽0

≤x

≤1在過冷水和過熱蒸汽區(qū)域，x無意義Quality第二十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五濕飽和蒸汽區(qū)狀態(tài)參數(shù)的確定

如果有1kg濕蒸氣，干度為x,即有xkg飽和蒸汽，(1-x)kg飽和水。已知p或T(h’,v’,s’,h’’,v’’,s’’)+干度xh,v,s第二十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五飽和水和飽和水蒸氣表（按溫度排列）飽和水和飽和水蒸氣表（按壓力排列）第二十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五飽和參數(shù)未飽和水和過熱蒸汽表（節(jié)錄）第二十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五表的出處和零點的規(guī)定原則上可任取零點，國際上統(tǒng)一規(guī)定。但原則上不為0，對水：

表依據(jù)1963年第六屆國際水和水蒸氣會議發(fā)表的國際骨架表編制，盡管IFC（國際公式化委員會）1967和1997年先后發(fā)表了分段擬合的水和水蒸氣熱力性質(zhì)公式，但工程上還主要依靠圖表。焓、內(nèi)能、熵零點的規(guī)定：水的三相點第二十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五查表舉例（1）查表時先要確定在五態(tài)中的哪一態(tài)。例.1

已知：p=1MPa,試確定t=100℃,200℃

各處于哪個狀態(tài),各自h是多少？ts(p)=179.88℃t=100℃<

ts,未飽和水h=419.7kJ/kgt=200℃>

ts,過熱蒸汽h=2827.5kJ/kg第二十八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五如何在圖上表示功和熱p-v圖（示功圖）：面積代表功能否用線段表示熱和功T-s圖（示熱圖）：面積代表熱第二十九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期五蒸汽動力循環(huán)鍋