水和水蒸汽及空气物性
管国峰第三版南京工业大学化工原理第四章传热及换热器习题解答
少辐射散热，在这两平面间设置n片很薄的平行遮热板，设A所有平面的 表面积相同，黑度相等，平板间距很小，试证明设置遮热板后A平面的 散热速率为不装遮热板时的
倍。 20）用热电偶测量管内空气温度，测得热电偶温度为420℃，热电偶
黑度为0.6，空气对热电偶的给热系数为35 W/(m·℃)，管内壁温度为 300℃，试求空气温度。
11）苯流过一套管换热器的环隙，自20℃升至80℃，该换热器的内 管规格为φ19×2.5mm，外管规格为φ38×3mm。苯的流量为1800kg/h。 试求苯对内管壁的给热系数。
12）冷冻盐水（25%的氯化钙溶液）从φ25×2.5mm、长度为3m的管 内流过，流速为0.3m/s，温度自-5℃升至15℃。假设管壁平均温度为 20℃，试计算管壁与流体之间的平均对流给热系数。已知定性温度下冷 冻盐水的物性数据如下：密度为1230kg/m3，粘度为4×10-3Pa·s，导热 系数为0.57 W/(m·℃)，比热为2.85kJ/(kg·℃)。壁温下的粘度为 2.5×10-3Pa·s。 解：d = 0.025－0.0025×2 = 0.02 m
’ 36）在一单管程列管式换热器中，将2000kg/h的空气从20℃加热到 80℃，空气在钢质列管内作湍流流动，管外用饱和水蒸汽加热。列管总 数为200根，长度为6m，管子规格为φ38×3mm。现因生产要求需要设计 一台新换热器，其空气处理量保持不变，但管数改为400根，管子规格 改为φ19×1.5mm，操作条件不变，试求此新换热器的管子长度为多少 米？ 37）在单程列管换热器内，用120℃的饱和水蒸汽将列管内的水从 30℃加热到60℃，水流经换热器允许的压降为3.5Pa。列管直径为 φ25×2.5mm，长为6m，换热器的热负荷为2500kW。试计算：①列管换 热器的列管数；②基于管子外表面积的传热系数K。 假设：列管为光滑管，摩擦系数可按柏拉修斯方程计算，
物料性质
（1）乙酸乙酯乙酸乙酯的分子式是C4H8O2,CAS号为141-78-6.是乙酸中的羟基被乙氧基取代而生成的化合物。
无色透明液体，有水果香，易挥发，对空气敏感，能吸水分，水分能使其缓慢分解而呈酸性反应。
可用作纺织工业的清洗剂和天然香料的萃取剂，也是制药工业和有机合成的重要原料。
1）物性数据：1.性状：无色澄清液体，有芳香气味，易挥发。
2.熔点（℃）：-83.63.沸点（℃）：77.24.相对密度（水=1）：0.90（20℃）5.相对蒸气密度（空气=1）：3.046.饱和蒸气压（kPa）：10.1（20℃）7.燃烧热（kJ/mol）：-20728.临界温度（℃）：250.19.临界压力（MPa）：3.8310.辛醇/水分配系数：0.7311.闪点（℃）：-4（CC）；7.2（OC）12.引燃温度（℃）：426.713.爆炸上限（%）：11.514.爆炸下限（%）：2.215.溶解性：微溶于水，溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、苯等多数有机溶剂。
16.黏度（mPa·s,20ºC）：0.44917.闪点（ºC,闭口）：-318.闪点（ºC,开口）：7.219.燃点（ºC）：425.520.蒸发热（KJ/mol,b.p.）：32.2821.熔化热（KJ/mol）：118.9922.生成热（KJ/mol）：446.3123.比热容（KJ/(kg·K),20.4ºC,定压）：1.9224.电导率（S/m,25ºC）：3.0×10-925.热导率（W/(m·K),20ºC）：0.1519826.体膨胀系数（K-1,20ºC）：0.0013927.临界密度（g·cm-3）：0.30828.临界体积（cm3·mol-1）：28629.临界压缩因子：0.25530.偏心因子：0.36631.溶度参数(J·cm-3)0.5：18.34632.van der Waals面积（cm2·mol-1）：7.790×10933.van der Waals体积（cm3·mol-1）：52.77034.气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1)：-2273.9235.气相标准声称热(焓)( kJ·mol-1) ：-443.4236.气相标准熵(J·mol-1·K-1) ：359.437.气相标准生成自由能( kJ·mol-1)：-326.9038.液相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1)：-2238.5439.液相标准声称热(焓)( kJ·mol-1)：-478.8240.液相标准熵(J·mol-1·K-1) ：259.441.液相标准生成自由能( kJ·mol-1)：-332.5242.液相标准热熔(J·mol-1·K-1)：169.62）安全信息：火灾危险性：甲类，高度易燃对人体的伤害：对人眼以及呼吸系统有刺激性，长期接触可能引起皮肤干裂，蒸汽可能引起困倦和眩晕。
热工基础-3-(2)-第三章 水蒸气
此阶段所需的热量称为汽化潜热 此阶段所需的热量称为汽化潜热 r ：r = h'' − h'
过热阶段: 过热阶段: 对饱和蒸气继续加热，水蒸气进入过热状态，温度、 对饱和蒸气继续加热，水蒸气进入过热状态，温度、 焓和熵增加 增加。 焓和熵增加。温度超过同压力下饱和蒸气温度的数 值称过热度 过热度： 值称过热度： D = t − ts 干饱和蒸汽
20
Ⅰ
Tc
2'
T
2x
2"
Ⅲ
Ⅰ
1'
Ⅲ
2' 2x
1x
2"
Ⅱ
Ⅱ 10
1'
1"
1x
1"
20 10
x
x
v
s
水蒸汽的p 图和T 水蒸汽的p-v图和T-s图
如果用前面提到的 功量、 的计算， 如果用前面提到的p-v、T-s图进行功量、热量的计算， 用前面提到的 、 图进行功量 热量的计算 则很不方便。 则很不方便。 工程上常用的是： 图 其也有： 工程上常用的是：h-s图。其也有：上、下界线和临 线簇、 界点，定干度线簇 定温线簇、定压、定容线簇 界点，定干度线簇、定温线簇、定压、定容线簇
饱和水
p = const. t = ts
p = const. t = ts v′ < v < v′′ s′ < s < s′′ h′ < h < h′′
p = const. t = ts v = v′′ s = s′′ h = h′′
= T (s − s ) s
'' '
v = v′ s = s′ h = h′
02电站锅炉热力计算通用软件的编制及应用
２００６年第１期电站锅炉热力计算是当前最流行的评价锅炉运行特性的方法，是锅炉设计及改造等过程中的重要环节。
本文采用面向对象的软件设计方法，在对锅炉常见的受热面类型进行抽象的基础上，通过算法库的合理组织和控制，实现了热力计算的通用化。
本文介绍了该软件的设计思想、实现方法，同时给出了程序的基本结构以及具体实例的计算验证结果。
１锅炉通用热力计算软件锅炉通用热力计算软件包含模型库、燃料库、工质物性库以及自定义函数库等基本模块，通过计算程序主框架完成计算的组态和控制，用户交互和数据发布则分别提供了程序的用户控制手段和结果发布方法，软件基本架构如图１所示。
图１热力计算软件架构框图①计算主框架计算主框架主要对整个热力计算过程进行组织和管理。
电站锅炉热力计算通用软件的编制及应用张蕾，乔宗良，司风琪，徐治皋（东南大学动力工程系，江苏南京２１００９６）摘要：文中利用面向对象的技术设计了锅炉通用热力计算软件，建立了常见锅炉受热面结构的算法库，收集了常见煤种的特性数据，对水和水蒸汽、烟气及空气等常用物性计算函数进行了封装，并提供开放的接口，便于软件扩充。
文中对软件结构及其功能模块进行了介绍。
算例表明，该软件能适应锅炉在不同煤种、不同灰污情况、不同负荷条件下的热力计算要求，使用灵活方便。
关键词：锅炉；热力计算；通用性；模型库Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｕｎｉｖｅｒｓａｌｔｈｅｒｍａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｔｈｅｂｏｉｌｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｏｂｊｅｃｔｏｒｉｅｎｔｅｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｆａｍｉｌｉａｒａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｌｉｂｒａｒｙｏｆｂｏｉｌｅｒ′ｓｓｅｃｔｉｏｎｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｃｕｒｒｅｎｔｃｏａｌｓａｒｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｗａｔｅｒ，ｖａｐｏｒ，ｇａｓａｎｄａｉｒａｒｅｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ．Ｏｐｅｎｅｄｄａｔａｉｎｔｅｒｆａｃｅｓａｒｅｏｆｆｅｒｅｄｓｏｔｈａｔｉｔｉｓｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｔｏｅｘｐａｎｄｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｍｅａｎｔｉｍｅ，ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｅｘａｍｐｌｅｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｃａｎｂｅａｄａｐｔｅｄｔｏｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏａｌｔｙｐｅｓ，ｌｏａｄａｎｄａｓｈｐｏｌｌｕｔｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｏｉｌｅｒ；ｔｈｅｒｍａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ；ｕｎｉｖｅｒｓａｌ；ｍｏｄｅｌｂａｎｋ中图分类号：ＴＫ２１２文献标识码：Ａ文章编号：１００１－５５２３（２００６）０１－００２１－０４洁净煤燃烧与发电技术２１・・２００６年第１期通过和用户交互模块的通讯，计算主框架了解到用户的需求信息，然后对这些信息进行分析和判断。
第七章 水蒸气
第七章水蒸气一、目的及要求了解水蒸汽产生的一般原理，掌握水及水蒸汽状态参数的确定，会用水蒸汽图及表求取水蒸汽的状态参数，会计算水蒸汽热力过程中功和热量的计算。
二、内容：7.1饱和温度和饱和压力7.2水的定压加热汽化过程7.3水和水蒸气的状态参数7.4水蒸气表和图7.5水蒸气的基本热力过程三、重点及难点：7.1应掌握有关蒸气的各种术语及其意义。
例如：汽化、凝结、饱和态、饱和蒸气、饱和液体、饱和温度、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等。
7.2了解水蒸气定压发生过程及其在p－v图和T－s图上的一点、二线、三区、和五态。
7.3了解水蒸气图表的结构，并掌握其应用。
7.4掌握蒸气热力过程的热量和功量的计算。
四、主要外语词汇：vaporization, condensation, latent heat of evaporation, saturation, triple point, critical point五、本章节采用多媒体课件六、复习思考题及作业：思考题：1、水的三相点是不是唯一确定的？三相点与临界点有什么差异？2、刚性绝热的密闭容器内水的压力为4Mpa，测得容器内温度为20℃，试问容器内的水是什么集态？因意外事故容器上产生一个不大的裂缝，试分析其后果。
3、水在定压汽化过程中温度维持不变，因此有人认为过程中热量等于膨胀功，即q=w，对不对？为什么？作业：7－1，7－3，7－5，7－7第七章水蒸汽在动力、制冷、化学工程中，经常用到各种蒸汽。
常用的如水蒸汽、氨蒸汽、氟里昂蒸汽等，蒸汽是指离液态较近在工作过程中往往会有集态变化的某种实际气体。
显然，蒸汽不能作为理想气体处理，它的性质较复杂。
在工程计算中，水和水蒸汽的热力参数以前采用查取有关水蒸汽的热力性质图表的办法，现在也可借助计算机对水蒸汽的物性及过程作高精度的计算。
本章主要介绍水蒸汽产生的一般原理、水和水蒸汽状态参数的确定、水蒸汽图表的结构和应用以及水蒸汽热力过程功和热量的计算。
第七章 水蒸气
第七章水蒸气第一节 概述一、本章的主要内容及意义水蒸气具有良好的膨胀性能与传热性能，并且资源丰富，易于获得，成本低耗资少，无毒无味，不存在污染环境的问题，是热力工程中应用最广泛的工质。
除水蒸气外，工程上常用的蒸气还有氨蒸气、氟利昂蒸气等。
各种蒸汽的热力学性质尽管各有特点，但具有许多类似之处，其基本概念和分析研究方法是一致的。
因此，水蒸气热力学性质的学习掌握对于其它蒸汽的热力学性质的了解也是有益的。
讨论水蒸气的热力学性质其核心内容就是要讨论水蒸气各参数之间的关系。
在通常情况下，水蒸气分子间的距离较小，分子间的作用力及分子本身的体积不能忽略，其热力学性质与理想气体存在较大差异，不能将理想气体的参数关系式用于水蒸气。
由于水蒸气的参数关系式较复杂，不便于工程应用，从而将水蒸气的热力学参数关系绘制成了图表。
由已知的水蒸气参数求取未知参数通常均是用水蒸气热力学性质图表来查取。
本章的主要内容是水蒸气热力性质的基本概念以及水蒸气热力学性质图表的结构与应用。
这些内容是水蒸气热力过程分析计算所必需的理论基础。
二、概念及术语1、汽化与凝结、蒸发与沸腾热力工程中要求工质具有良好的流动性，从而主要讨论工质的气态或液态，一般不包括固态，所涉及的相变过程主要是气液两相间的汽化与凝结。
由液态变为气态的相变过程称为汽化；由气态变为液态的相变过程称为凝结或液化。
汽化有蒸发与沸腾两种方式。
蒸发是任何温度下，在液体表面缓慢进行的汽化现象。
蒸发是在液体表面一些内动能较大的分子克服表面张力逸出液面变为蒸汽的相变过程。
沸腾是在一定温度下，在液体内部剧烈进行的汽化现象。
沸腾现象中，在液体内部有大量汽泡产生，沸腾也正是因此而得名。
后续内容中的汽化均指沸腾。
2、饱和状态、饱和温度与饱和压力水蒸气在密闭容器内，气、液两相平衡共存的状态称为饱和状态。
饱和状态宏观上是气、液两相在没有外界作用的条件下，不会发生变化的平衡状态；但微观上是气、液两相之间汽化速度与凝结速度相等，即在同一时间内逸出液面的分子与回到液面的分子数目相等的动态平衡状态。
化工蒸汽知识点总结大全
化工蒸汽知识点总结大全一、介绍蒸汽是一种在工业中广泛应用的热能介质，它在化工过程中起着至关重要的作用。
本文将系统地总结化工蒸汽的相关知识点，包括蒸汽的性质、产生、利用以及在化工过程中的应用等方面的内容。
二、蒸汽的性质1. 蒸汽的定义蒸汽是指液体在一定温度和压力下发生汽化成为气体状态的过程，形成的气体即为蒸汽。
蒸汽是一种热力学上的状态，是水通过升温或受热转变成的气态状态。
2. 蒸汽的特性蒸汽具有较大的体积膨胀性，容易凝结成水；蒸汽的温度、压力和密度与其所处的状态点有关，具有明显的物性变化；蒸汽可在一定条件下与空气形成混合气。
三、蒸汽的产生1. 蒸汽的生产方法蒸汽一般通过加热水来产生，主要方法有：(1) 锅炉蒸汽：通过燃烧煤、油、天然气等燃料加热水，产生高温高压蒸汽；(2) 蒸汽发生器蒸汽：利用核能、水能、太阳能等能源进行蒸汽发生。
2. 锅炉蒸汽的工作原理锅炉蒸汽的工作原理是通过加热锅炉内的水，使水产生汽化转变成蒸汽，然后将蒸汽输送到需要的地方进行利用。
其主要包括燃料燃烧、热量传递、水蒸气化、蒸汽产生等过程。
3. 蒸汽的应用蒸汽在化工生产过程中有着多样的应用，主要包括以下几个方面：(1) 驱动型应用：利用蒸汽驱动发电机、风机、泵等设备；(2) 供热型应用：利用蒸汽进行加热、蒸发、蒸馏等过程；(3) 机械型应用：利用蒸汽进行汽轮机发电、工程机械动力等；(4) 化学型应用：利用蒸汽进行化学反应、干燥、加热等工艺。
四、蒸汽的常用参数与计算1. 蒸汽的物性参数蒸汽的物性参数包括压力、温度、焓、熵、比容等，这些参数决定了蒸汽在不同工艺中的适用范围和规格要求。
2. 蒸汽的状态方程蒸汽状态方程描述了蒸汽在一定温度和压力下的物性参数，通常使用状态方程对蒸汽性质进行计算和预测。
3. 蒸汽的流量计算在化工生产中，常常需要对蒸汽的流量进行计算，以满足不同工艺的需要。
蒸汽的流量计算通常采用流量表、流量计等设备进行测量和计算。
烹饪化学基础—水存在形式、结构与性质
水的物性在烹饪加工中的意义
1.密度
密
0℃ --4℃
度 （
克
/
立
方
厘
4℃最大
米
）
（1g/cm3）
04
温度（℃）
4℃以后和一般物质一样
2.熔点、沸点：
熔点：固体物态由固态转变（熔化）为 液态 的温度
沸点：在水的饱和蒸气压达到外界压力时， 则沸腾，此时温度即是沸点。
• 应用：水具有异常高的熔沸点，比蛋白质变 性的温度高，是良好的传热介质，如水蒸
• 动物：肌肉、脏器、血液中的含水量最高，为
70％～80％；
•
皮肤次之，为60％～70％；
•
骨骼的含水量最低，为12％～15％。
• 植物：不同品种之间，同种植物不同的组 织，器官之间，同种植物不同的成熟度之 间，在水分含量上都存在着较大的差异。
• 一般来说，叶菜类较根茎类含水量要高的 多；营养器官(如植物的叶、茎、根)含水 较高通常为70％～90％；繁殖器官(如植物 的种子)含水量较低，通常为12％～15％。
• 有利的一面是在加工中可利用热蒸汽进行杀菌 及烹饪加工，不利的一面是在冷冻食品时需要 消耗大量能量才能达到目的。
4. 介电常数：
• 水的介电常数非常大(在20℃时为80.36)，所以水 具有很强的溶解能力。
• （1）极性化合物的溶解：烹饪原材料中的盐、 味精及一些矿物质可以在水中以离子形式存在。
表2-3 常见食物的含水量 单位：％(质量分数)
食 物 含水量 食 物
猪肉 牛肉 鸡肉 羊肉 内脏 鱼 贝 卵 乳
53～60 50～70
74 58～70
72 67～81 72～86 73～75 87～89
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kJ/kg #NAME?
50.00
查询时在
的框
饱和水蒸汽表(按压力排列，SI单位,1-20000kPa)
查询压力 kPaA 温度 ℃ 蒸汽比容 蒸汽密度 液体焓 蒸汽焓 汽化热
内输入状态参数即可。
欢迎使用，敬请反馈意见，
m3/kg #NAME?
kg/m3 #NAME?
kJ/kg #NAME?
kJ/kg #NAME?
W/mK #NAME?
cP #NAME?
10-5m2/s #NAME?
10-3/℃ #NAME?
mN/m #50℃)
查询温度 ℃ 绝对压力 蒸汽比容 蒸汽密度 液体焓 蒸汽焓 汽化热
说 kJ/kg #NAME?
明
本程序用以查询水、水蒸 汽和空气的基本物性数据。 请务必注意其有效温度范围。
kPaA #NAME?
m3/kg #NAME?
kg/m3 #NAME?
kJ/kg #NAME?
kJ/kg #NAME?
以便及时更正。
500.00
#NAME?
水的饱和蒸汽压(-20-100℃)
查询温度 饱和蒸汽压 ℃ 压力 查询温度 ℃
空气的重要物理性质(-50-1000℃)
密度 定压比热 导热系数 粘度 运动粘度
KPa
mmHg
kg/m3 #NAME?
kJ/kg℃ #NAME?
W/mK #NAME?
10-3cP #NAME?
10-6m2/s #NAME?
80.00
#NAME? #NAME?
-50.00
水的重要物理性质(0-350℃)
查询温度 ℃ 外压 密度 焓 比热 导热系数 粘度 运动粘度 V膨胀系数 表面张力
kPa #NAME?
kg/m3 #NAME?
kJ/kg #NAME?
kJ/kg℃ #NAME?