第七章-蒸汽的热力性质和热力过程.ppt

第七章 蒸汽的热力性质和热力过程 水蒸气是实际气体的代表 水的定压发生过程说明 水蒸气定压发生过程在p-v图和T-s图上的表示 等压线上的饱和参数 第二节 蒸汽热力性质图表 两相比例 干度定义： 湿蒸汽区状态参数的确定 m kg 湿蒸汽，其中饱和蒸汽mg kg，确定其状态参数。 水和水蒸气热力性质表 饱和水和饱和蒸汽表 未饱和水和过热蒸汽 表的出处及零点规定 查表举例 查表举例 查表举例 查表举例 如何在图上表示功和热 焓熵图的画法 零点：h=0，s=0 饱和汽线（上界线），饱和液线（下界线），C为分界点，不在极值点上。 等压线 焓熵图的画法 等温线 第三节 蒸汽的热力过程 由已知初态的两个独立参数，在蒸气热力性质图表上查算出其余各初态参数之值。 根据过程特征和终态的一已知参数，由蒸气热力性质图表查取终态状态参数值。 由查算得到的初、终态参数，应用热力学第一、第二定律的基本方程计算出过程功量、热量及相关状态参数的变化。 注意实际气体与理想气体的区别 定压过程 绝热过程 小结 本章作业 7-8、7-9、7-12、7-14 水蒸气定压发生过程在p-v图和T-s图上的表示 汽轮机，水泵： 可逆： s h O s h2 h1 熟悉1点2线3区5态； 会熟练的利用蒸汽热力性质图表进行蒸汽热力性质的计算； 能正确利用蒸汽热力性质图表进行蒸汽热力过程的分析和计算 注意与理想气体的区别。 T O s p O v Tc pc Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 一点、两线、三区、五态 *工程热力学 Thermodynamics * * 水蒸气 在空气中含量极少，当做理想气体 一般情况下，作为实际气体 18世纪，蒸汽机的发明，水蒸汽是唯一工质。直到内燃机的发明，才有燃气工质。目前仍是火力发电、核电、供暖、化工的工质。 优点：便宜、易得、无毒膨胀性能好、传热性能好 第一节 定压下水蒸气的发生过程 p p p p p 加热 未饱和水 饱和水 湿饱和蒸汽 干饱和蒸汽 过热蒸汽 预热阶段 汽化阶段 过热阶段 （1） （2） （3） 理想气体： 实际气体汽化时： T 不变，h 增加。 汽化潜热 （4） 未饱和水 过热蒸汽 过冷度 过热度 T O s p O v Tc pc Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 一点、两线、三区、五态 T 2000 K p 135 MPa p MPa v’ m3/kg ts ℃ s’ kJ/(kg·K) v’’ m3/kg s’’ kJ/(kg·K) 0.1 99.634 0.0010432 1.6943 7.3589 1.3028 1.0 179.916 0.0011272 0.19438 6.5859 2.1388 10.0 311.037 0.0014522 0.018026 5.6139 3.3591 22.064 373.99 0.003106 0.003106 4.4092 4.4092 未饱和水 饱和水 湿蒸汽 干饱和蒸汽 过热蒸汽 一般已知 T 和 p 即可 只需确定 T 或者 p T 和 p 不独立 p T = x 干饱和蒸汽质量 湿饱和蒸汽总质量 = 饱和水 干饱和蒸汽在过冷水和过热蒸汽区，干度没有意义 干度为x的湿蒸汽 根据1985年国际水和水蒸气会议发表的骨架表编制。 比热力学能、比焓、比熵零点的规定： 原则上可任取零点，国际上统一规定。 水的三相点 T=273.16 K时： 查表时先确定是五态中的哪一态。 例1：已知 p=1 MPa，试确定 t=100 ℃，t=200 ℃时各处于什么状态，h 各自是多少。 t=100 ℃ 未饱和水 h=419.74 kJ/kg t=200 ℃ 过热蒸汽 h=2827.3 kJ/kg 例2：已知 t=250 ℃，5 kg 蒸汽占有0.2 m3容积，试确定蒸汽处于什么状态，h 是多少。 t=250 ℃ 湿饱和蒸汽 例2：已知 t=250 ℃，5 kg 蒸汽占有0.2 m3容积，试确定蒸汽处于什么状态，h 是多少。 t=250 ℃ 例3：已知 t=85 ℃，p=0.015 MPa，试确定 h, u 是多少。 内插法 过热状态 T O s p O v Tc pc 能否用线段表示功和热？ 锅 炉 汽轮机 发电机 给水泵 凝汽器 过热器 定压过程 定熵过程 p 两相区 p T=Constant 斜直线 单相区 sT 上凹的曲线 h O s x = 0 x = 1 p pc T v x T 两相区： T 和 p 不独立 p T = 气相区： 离饱和态越远，越接近于理想气体 第一定律与第二定律表达式均成立 可逆过程 理想气体的特有性质和表达式 换热器： 例：锅炉中水从30 ℃，4 MPa加热到450 ℃ 确定状态： ts(4 MPa) = 250.394 ℃ p O v T O s T O