第七章-蒸汽的热力性质和热力过程

1/32第七章蒸汽的热力性质和热力过程2/32水蒸气是实际气体的代表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3/32第一节定压下水蒸气的发生过程4/32ppppp加热sttsttsttsttstt未饱和水饱和水湿饱和蒸汽干饱和蒸汽过热蒸汽vvvvvvvvvvvhhhhhhhhhhhsssssssssss预热阶段汽化阶段过热阶段6/32水蒸气定压发生过程在p-v图和T-s图上的表示TOspOv111122223333C111122223333CTcpcⅠⅡⅢⅠⅡⅢ一点、两线、三区、五态10/32第二节蒸汽热力性质图表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pT和p不独立pT=11/32两相比例干度定义：x干饱和蒸汽质量湿饱和蒸汽总质量=01x饱和水0x干饱和蒸汽1x在过冷水和过热蒸汽区，干度没有意义12/32湿蒸汽区状态参数的确定mkg湿蒸汽，其中饱和蒸汽mgkg，确定其状态参数。HHHmhgmhgmmhggmhmmhmhgg1mmhhhmm1hxhxh干度为x的湿蒸汽111vxvxvhxhxhsxsxs/,,,,,,,Tpvhsvhsxvhs13/32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14/3215/3216/32表的出处及零点规定根据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=273.16K时：0kJ/kg,0kJ/kgKushupv3611.2Pa,0.00100022m/kgpv0.0006kJ/kg0kJ/kgh17/32查表举例查表时先确定是五态中的哪一态。例1：已知p=1MPa，试确定t=100℃，t=200℃时各处于什么状态，h各自是多少。s1MPa179.916Ctt=100℃未饱和水h=419.74kJ/kgt=200℃过热蒸汽h=2827.3kJ/kg18/32查表举例例2：已知t=250℃，5kg蒸汽占有0.2m3容积，试确定蒸汽处于什么状态，h是多少。30.20.04m/kg5vt=250℃330.00125145m/kg,0.050122m/kgvv0.793vvxvv湿饱和蒸汽vvv19/32查表举例例2：已知t=250℃，5kg蒸汽占有0.2m3容积，试确定蒸汽处于什么状态，h是多少。312445.58m/kghxhxht=250℃1085.3kJ/kg,2800.66kJ/kghh0.793x20/32查表举例例3：已知t=85℃，p=0.015MPa，试确定h,u是多少。s0.015MPa53.9705Ct内插法过热状态0.01MPa85Cpt8010080858010080hhhh0.01,852658.4kJ/kgh0.02MPa85Cpt8010080858010080hhhh0.02,852657kJ/kgh0.015MPa85Cpt0.02,852657.7kJ/kgh21/32如何在图上表示功和热TOspOv111122223333C111122223333CTcpc能否用线段表示功和热？22/32锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器过热器定压过程qh定熵过程twh0s23/32焓熵图的画法1.零点：h=0，s=02.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。3.等压线dddqTshvp0phTsp两相区pT=Constant斜直线单相区sT上凹的曲线cc0phTs24/32hOspCpcTvx25/324.等温线T焓熵图的画法两相区：T和p不独立pT=气相区：离饱和态越远，越接近于理想气体26/32第三节蒸汽的热力过程1.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。2.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。3.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。27/32注意实际气体与理想气体的区别第一定律与第二定律表达式均成立δdδquwtδdδqhwδdwpv可逆过程tδdwvpδdqTs理想气体的特有性质和表达式gpvRTddVucTgpVccRddphcTggdddddddVpVpTvTppvscRcRccTvTppv28/32定压过程换热器：qht0w例：锅炉中水从30℃，4MPa加热到450℃确定状态：ts(4MPa)=250.394℃pOv1111TOs111129/32TOs1111hOs1111h2h1qh例：锅炉中水从30℃，4MPa加热到450℃h1=129.33kJ/kgh2=3331kJ/kg30/32绝热过程汽轮机，水泵：0qtwh可逆：shOs21111h2h131/32小结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。32/32本章作业7-8、7-9、7-12、7-1433/32水蒸气定压发生过程在p-v图和T-s图上的表示TOspOv111122223333C111122223333CTcpcⅠⅡⅢⅠⅡⅢ一点、两线、三区、五态34/32TOs12C3phd