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文檔簡介
關(guān)于水蒸氣相變及定壓產(chǎn)生過程第1頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三2一、氣化氣化蒸發(fā):通過液體表面進行的氣化現(xiàn)象,可以在任何溫度下進行。沸騰:在液體的內(nèi)部和表面同時發(fā)生的劇烈汽化現(xiàn)象。第2頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三3冷卻塔的原理:需冷卻的水在水塔頂部通過管道向下噴灑,另外水塔壁有吹風(fēng)機,吹風(fēng)機把空氣吹入,而頂部有一個很大的抽風(fēng)機,把空氣抽出塔頂,從而利于氣流流動,加速水的降溫。第3頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三4二、液化1)定義:物質(zhì)從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的過程叫做液化,也
可稱為凝結(jié)。
結(jié)論:液化是放熱過程。反之,汽化是吸熱過程。液化放熱實例:(1)被100℃的水蒸氣燙傷比100℃的開水燙傷往往要嚴重得多——水蒸氣液化時要放出大量的熱;(2)冬天手上哈氣——口腔中的水蒸氣液化放熱讓手變暖。(3)用水壺?zé)畷r壺口上的白氣——水蒸氣液化成的小水滴第4頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三5pts飽和液體飽和蒸氣飽和狀態(tài):汽液兩相的分子數(shù)保持一定的數(shù)量而處于
動態(tài)平衡狀態(tài)。飽和壓力ps、飽和溫度ts:水蒸氣:ps=0.101325MPa,ts=100oC三、飽和狀態(tài)飽和狀態(tài):飽和蒸汽:飽和狀態(tài)下的蒸汽;飽和水:飽和狀態(tài)下的水。第5頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三61)水變?yōu)檎羝袃煞N方法:dp=0,t;dt=0,p。2)蒸汽變?yōu)樗膬煞N方法:dp=0,t;dt=0,p。三、水與水蒸氣的相變方法電廠的舉例:給水泵、凝結(jié)水泵以及鍋爐汽包。第6頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三7
第二節(jié)水蒸氣的定壓產(chǎn)生過程第7頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三8pt<tsv0ptsv'ptsvxptsv''pt>tsv水的定壓加熱過程:
未飽和水a(chǎn)飽和水b濕飽和蒸氣c干飽和蒸氣d過熱蒸氣e
預(yù)熱階段汽化階段過熱階段第8頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三9pt<tsv0ptsv'ptsvxptsv''pt>tsv水的定壓加熱過程:
濕飽和蒸氣(濕蒸氣)的干度x
mv-濕蒸氣中干飽和蒸氣的質(zhì)量
mw-濕蒸氣中飽和水的質(zhì)量
未飽和水a(chǎn)飽和水b濕飽和蒸氣c干飽和蒸氣d過熱蒸氣e汽化潛熱J/kg過熱度第9頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三10水的定壓加熱過程在p-v圖和T-s圖上的表示:
飽和水線飽和蒸汽線臨界點臨界狀態(tài)水的臨界狀態(tài)℃
m3/kg
第10頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三115-2
水蒸氣的狀態(tài)參數(shù)
水在臨界壓力或高于臨界壓力下定壓加熱到臨界溫度時,不存在汽液分界線和汽液共存的汽化過程,再加熱就直接成為過熱蒸汽。
一般情況下,水蒸氣的性質(zhì)與理想氣體差別很大,為了便于工程計算,將不同溫度和不壓力下的未飽和水、飽和水、干飽和蒸汽和過熱蒸汽的狀態(tài)參數(shù)列成表或繪成線算圖。飽和水與飽和蒸氣表
分為以溫度為序(附錄表5)和以壓力為序(表6)兩種。第11頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三12第12頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三13未飽和水與過熱蒸氣表(附錄表7)第13頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三14
國際規(guī)定,蒸汽表取三相點(即固、液、汽三相共存狀態(tài))液相水的熱力學(xué)能和熵為零。
即:p=
611.7Pa,v=0.00100021m3/kg,T=273.16K,u=0kJ/kg,s=0kJ/(kg·K)
濕蒸汽的狀態(tài)參數(shù)
1kg濕蒸汽是由x
kg干蒸汽和(1-x)kg飽和水混合而成,注意單位第14頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三155-3
水蒸氣的基本熱力過程分析目的:分析步驟:
了解過程中水蒸氣的狀態(tài)變化規(guī)律,確定過程中水蒸氣與外界的能量交換。
(1)
根據(jù)給定條件,在水蒸氣表中查出初態(tài)的其它參數(shù)值;
(2)根據(jù)初態(tài)和過程特點以及終態(tài)的一個參數(shù)值,確定終態(tài)的其它參數(shù)值;
(3)根據(jù)熱力學(xué)基本定律,結(jié)合過程的特點,計算過程中工質(zhì)與外界交換的功量與熱量。第15頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三16定容過程:第16頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三17定溫過程:第17頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三18定壓過程:第18頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三19定熵過程:
在熱工計算中,遇到最多的是水蒸氣的定壓過程(如鍋爐中水蒸氣的產(chǎn)生與冷凝器中水蒸氣的凝結(jié))和絕熱過程(蒸汽機或汽輪機中水蒸氣的膨脹作功過程)。第19頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三20e.g.:P1115-1,5-4作業(yè):P1265-1,5-4第20頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三215-4
濕空氣的性質(zhì)
濕空氣:含有水蒸氣的空氣。干空氣:完全不含水蒸氣的空氣。
在干燥、空氣調(diào)節(jié)以及精密儀表和電絕緣的防潮等對空氣中的水蒸氣特殊敏感的領(lǐng)域,則必須考慮空氣中水蒸氣的影響。
濕空氣中水蒸氣的分壓力很低,可視水蒸氣為理想氣體。一般情況下,濕空氣可以看作理想混合氣體。根據(jù)道爾頓定律,濕空氣的總壓力等于水蒸氣的分壓力與干空氣的分壓力之和:第21頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三221.
未飽和濕空氣與飽和濕空氣未飽和濕空氣:飽和濕空氣:濕空氣中的水蒸氣未飽和,處于過熱狀態(tài),濕空氣還能吸收水份。濕空氣中的水蒸氣已飽和,不能再吸收水份。定溫吸濕過程1-3
第22頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三232.
露點露點:結(jié)露:濕空氣中的水蒸氣分壓力pv對應(yīng)的飽和溫度Td稱為露點溫度,簡稱露點。定壓降溫到露點,濕空氣中的水蒸氣飽和,凝結(jié)成水(過程1-2)。結(jié)霜:第23頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三243.絕對濕度、相對濕度和含濕量濕度:濕空氣中水蒸氣的含量。
(1)絕對濕度
1m3的濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量稱為濕空氣的絕對濕度,即濕空氣中水蒸氣的密度:
飽和濕空氣的絕對濕度達到最大值水蒸氣的氣體常數(shù):
第24頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三25(2)相對濕度
濕空氣的絕對濕度
與同溫度下飽和濕空氣的絕對濕度之比稱為濕空氣的相對濕度。
飽和濕空氣干空氣未飽和濕空氣相對濕度越小,空氣越干燥,吸水能力越強;相對濕度越大,空氣越濕潤,吸水能力越低。第25頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三26(3)含濕量
在濕空氣中,與單位質(zhì)量干空氣共存的水蒸氣的質(zhì)量,稱為濕空氣的含濕量或比濕度。kg/kg(干空氣)據(jù)理想氣體狀態(tài)方程:第26頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三274.濕空氣的相對分子質(zhì)量、氣體常數(shù)及密度干空氣的相對分子質(zhì)量:
水蒸氣的相對分子質(zhì)量:
濕空氣的平均相對分子質(zhì)量:
第27頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三28濕空氣的氣體常數(shù)
濕空氣的密度:每立方米濕空氣所具有的質(zhì)量。第28頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三295.
濕空氣的焓
濕空氣的焓:
濕空氣的比焓:
kJ/kg(干空氣)工程上,取0C時干空氣、飽和水的焓為零,即
ha=0、hv=0溫度t下干空氣和水蒸氣的焓分別為溫度t下干濕空氣的焓為kJ/kg(干空氣)第29頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三306.
濕空氣的焓-濕圖
濕空氣的焓-濕圖是濕空氣工程計算的重要工具。
(1)定焓線簇
h0
、h1、
h2、h3
…(2)定含濕量線簇
d1、
d2、d3
…(3)定溫線簇
t0
、t1、
t2、t3
…(4)定相對濕度線簇
1、
2、
3
…第30頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三31第31頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三325-5
濕空氣的基本熱力過程
1.
加熱吸濕過程
工程上的干燥處理過程,如谷物、木材、藥材、紡織品、食品、造紙等許多烘干工藝。
人工干燥方法:利用未飽和濕空氣來吸收被干燥物體的水分,達到干燥的目的。
為了提高濕空氣的吸濕能力,通常先對濕空氣進行加熱。由于加熱過程中濕空氣的含濕量不變,但隨著溫度升高,相對濕度降低,濕空氣的吸濕能力增強。
第32頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三33在焓-濕圖中濕空氣的加熱過程如1-2所示。
加熱后的濕空氣送入干燥室吸收被干燥物料的水份。如果忽略干燥室與外界的熱量交換,物料中水份蒸發(fā)所吸收的潛熱完全來自濕空氣,因此物料干燥過程對濕空氣來說是絕熱加濕過程,濕空氣的含濕量d和相對濕度
增加,其焓值基本不變,如2-3所示。第33頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三342.
冷卻去濕過程
濕空氣被冷卻時,溫度降低。在溫度降至露點前其含濕量保持不變,相對濕度逐漸增加。當(dāng)相對濕度達到=1時,濕空氣飽和,如果再繼續(xù)冷卻,則析出水份,過程將沿著的飽和曲線向含濕量減少、溫度降低的方向進行,如1-2所示。
第34頁,講稿共36頁,2023年5月2日,星期三355-6
干濕球溫度計
干濕球溫度計由兩個溫度計
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