第三节 水蒸气表和焓-熵( h-s)图
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热工基础——水蒸气的热力性质和过程
2
pdv
1
pv2 v1
3、 饱和水的比体积随压力的升高略有增加，而饱和蒸汽的比 体积则随压力的升高明显的减小。
4、临界点上的比汽化潜热为零，即汽化在一瞬间完成。
第三节 水蒸气表
饱和水与饱和水蒸气表、未饱和水与过热蒸汽表
一、饱和水与饱和水蒸气表
1. 按温度排列，附表2
tp, v’，h’，s’， v”，h”，s” 2. 按压力排列，附表3
cp cv R
水蒸汽的热力学能、焓和熵通过查图和表求得。
第二节 水的定压汽化过程和
水蒸气的p-v图及T-s图
汽化和液化
蒸发 汽化
沸腾
一、饱和温度和饱和压力
饱和状态 相应的温度和压力称为饱 和温度（ts）和饱和压力， 两者一一对应。 ts =f(P)
饱和蒸汽 饱和水
二、水的定压汽化过程
容器中装有1kg水， p 0.1MPa ta 0C va 0.001 m3 kg
v’,v”
v >v” 过热蒸汽
Sx，hx
2、根据状态查相应的图或表，湿蒸汽查饱和水与饱和蒸 汽表，再利用干度公式求出。
3、热力学能利用公式u=h-pv求得。
例 P=0.5Mpa，v=0.36m3/kg，确定状态，并求出温 度、比焓、比热力学能和比熵。
解查：饱和水与饱和蒸汽表 ts=151.85C，v’=0.0010928m3/kg， v”湿=0蒸.3汽7481xm 3v/kvg' 0.96
处于平衡态单相均匀系= f ( p或 T )。v’，u’，h’，s’ （3）d：干饱和蒸汽，t = ts ， p、T 不再是独立的状态参数
处于平衡态单相均匀系= f ( p或T )。v”，u”，h”，s”
第三节 水蒸气表和焓-熵( h-s)图
水蒸气表和焓-熵 第三节 水蒸气表和焓 熵（ h-s）图 ）
一、水蒸气参数的计算 1、 零点的规定： 1963年国际水蒸气会议决定，以水物质在三相（纯水的冰、水和汽 ）平衡共存状态下的饱和水作为基准点。规定在三相态时饱和水的内能和 熵为零。其参数为：
过 热 蒸 气 区 湿 蒸 气 区
t 0 = 0.01 ℃
未 饱 和 液 体 区
p0 = 0.6112kPa
' v0 = 0.00100022 m 3 / kg
' u 0 = 0kJ / kg
' s 0 = 0kJ /( kg K )
' ' h0' = u 0 + p 0 v 0 = 0.000611kJ / kg ≈ 0
水蒸气的T-s图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2、温度为0.01℃、压力为p的未饱和水
二、水蒸气表 1、 饱和水与饱和蒸汽表 2、未饱和水与过热蒸汽表 按温度排列和按压力排列的两种
三、水蒸气焓—熵图 图中： 定压线的斜率
h =T s p
h p = T + v s v s v
定容线的斜率
定温线的斜率
h p =T + s T s T
t 0 = 0.01 ℃
u 0 = u = 0kJ / kg
' 0
v 0 ≈ 0.001m 3 / kg
' s 0 = s 0 = 0kJ /( kg K )
h0 = u 0 + pv0 = 0kJ / kg
a0a’、b0b’与AC重合 3、 温度为ts℃、压力为p的饱和水 4、压力为p的干饱和蒸汽 5、压力为p的湿饱和蒸汽 6、压力为p的过热蒸汽
定干度线
一、水蒸气参数的计算 1、 零点的规定： 1963年国际水蒸气会议决定，以水物质在三相（纯水的冰、水和汽 ）平衡共存状态下的饱和水作为基准点。规定在三相态时饱和水的内能和 熵为零。其参数为：
过 热 蒸 气 区 湿 蒸 气 区
t 0 = 0.01 ℃
未 饱 和 液 体 区
p0 = 0.6112kPa
' v0 = 0.00100022 m 3 / kg
' u 0 = 0kJ / kg
' s 0 = 0kJ /( kg K )
' ' h0' = u 0 + p 0 v 0 = 0.000611kJ / kg ≈ 0
水蒸气的T-s图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2、温度为0.01℃、压力为p的未饱和水
二、水蒸气表 1、 饱和水与饱和蒸汽表 2、未饱和水与过热蒸汽表 按温度排列和按压力排列的两种
三、水蒸气焓—熵图 图中： 定压线的斜率
h =T s p
h p = T + v s v s v
定容线的斜率
定温线的斜率
h p =T + s T s T
t 0 = 0.01 ℃
u 0 = u = 0kJ / kg
' 0
v 0 ≈ 0.001m 3 / kg
' s 0 = s 0 = 0kJ /( kg K )
h0 = u 0 + pv0 = 0kJ / kg
a0a’、b0b’与AC重合 3、 温度为ts℃、压力为p的饱和水 4、压力为p的干饱和蒸汽 5、压力为p的湿饱和蒸汽 6、压力为p的过热蒸汽
定干度线
水的定压汽化过程与水蒸气的热力过程(ppt 30页)
第一节 概 述
水蒸气是人类使用最早、应用最广 （汽车、火车、轮船、发电）的工质。为 什么它受到人们的特别喜爱呢？是因为水 分布广，价格便宜，无毒无臭，而水蒸气 的获得又特别容易（在常压下只要加热到 100℃以上就产生）,而在常温下就以液体 水的情况存在，便于我们的循环使用。
从工程中使用的参数范围来看，水蒸气
体积功 技术功
2
w p1p
dv pv2v1
2
wt,p
1
vdp0
2
qph2h11vdh p2h1
三、定温过程（T= 常数 )
单位质量热量：qT12TdT ss2s1
体积功： w T q T (u 2 u 1) T s2 s1 u 2 u 1
x=1
0
s
2、当压力升高时，饱和温度随之升高，汽化过程缩短，比汽化 潜热减少，预热过程变长，比液体热增加。
3、 饱和水的比体积随压力的升高略有增加，而饱和蒸汽的比 体积则随压力的升高明显的减小。
4、临界点上的比汽化潜热为零，即汽化在一瞬间完成。
第三节 水蒸气表
饱和水与饱和水蒸气表、未饱和水与过热蒸汽表
可得：
定温线群:在湿 蒸汽区定压线就是 定温线，因而定温 线在湿蒸汽区为直 线；在过热蒸汽区 为向右凸曲的曲线， 越往右，定温线越 趋于水平。
定干度线群: 定 干度线是x=0和x=1 之间的等分线，在
T－s、p－v 图上
如图。只有在湿蒸 气区才存在。
第五节 水蒸气的基本热力过程
目的：1）初、终状态参数；
第四节 水蒸气的h-s图
我们用过 p-v 图、T-s 图,这在热力 过程的分析中常用，一个叫示功图，一 个叫示热图.但功和热都是一块面积，不 直接，而用h-s 图可用线段来表示功和 热.
水蒸气是人类使用最早、应用最广 （汽车、火车、轮船、发电）的工质。为 什么它受到人们的特别喜爱呢？是因为水 分布广，价格便宜，无毒无臭，而水蒸气 的获得又特别容易（在常压下只要加热到 100℃以上就产生）,而在常温下就以液体 水的情况存在，便于我们的循环使用。
从工程中使用的参数范围来看，水蒸气
体积功 技术功
2
w p1p
dv pv2v1
2
wt,p
1
vdp0
2
qph2h11vdh p2h1
三、定温过程（T= 常数 )
单位质量热量：qT12TdT ss2s1
体积功： w T q T (u 2 u 1) T s2 s1 u 2 u 1
x=1
0
s
2、当压力升高时，饱和温度随之升高，汽化过程缩短，比汽化 潜热减少，预热过程变长，比液体热增加。
3、 饱和水的比体积随压力的升高略有增加，而饱和蒸汽的比 体积则随压力的升高明显的减小。
4、临界点上的比汽化潜热为零，即汽化在一瞬间完成。
第三节 水蒸气表
饱和水与饱和水蒸气表、未饱和水与过热蒸汽表
可得：
定温线群:在湿 蒸汽区定压线就是 定温线，因而定温 线在湿蒸汽区为直 线；在过热蒸汽区 为向右凸曲的曲线， 越往右，定温线越 趋于水平。
定干度线群: 定 干度线是x=0和x=1 之间的等分线，在
T－s、p－v 图上
如图。只有在湿蒸 气区才存在。
第五节 水蒸气的基本热力过程
目的：1）初、终状态参数；
第四节 水蒸气的h-s图
我们用过 p-v 图、T-s 图,这在热力 过程的分析中常用，一个叫示功图，一 个叫示热图.但功和热都是一块面积，不 直接，而用h-s 图可用线段来表示功和 热.
水的定压汽化过程与水蒸气的热力过程(ppt 30页)
一一对应
Ts
ps=1.01325bar 青藏 ps=0.6bar 高压锅 ps=1.6bar
ps
ts=100 ℃ ts=85.95 ℃ ts=113.32 ℃
二、水的定压汽化过程
容器中装有， p0.1MPa ta 0C
va
0.00m 13
>100℃
kg
0℃
100℃
100℃
100℃
va
离液态水不远，工作过程有集态变化。且水 蒸气分子间不仅存在作用力，分子占有容积， 而且水蒸汽是由一个分子、二个、三个、四 个分子机械结合成复合体的混合物，而且随 着参数的变化，结合与分裂现象不断发生， 因此水蒸气的性质不同于一般的气体，更不 同于理想气体。
水蒸气的状态方程，比热关系式及u、h、
s 的分析式可以从实验和理论结合的方法得 到，一些经验的公式相当复杂，用于一般工 程计算不方便，为了计算方便将水蒸气性质 的复杂公式，用计算机计算出水蒸气的热力 性质，经实验验证后，编成图、表直接查用， 简单、方便、精确。
第二节 水的定压汽化过程和
水蒸气的p-v图及T-s图
汽化和液化
蒸发 汽化
沸腾
汽化和液化 (vaporization and liquefaction)
汽化：由液态到气态 的过程。
蒸发：在液体表面进行 的汽化过程。 沸腾：在液体表面及内 部进行的强烈汽化过程。
液化：由气相到液相 的过程。
一、饱和温度和饱和压力
饱和状态(Saturated state)
当汽化速度=液化速度时，系统处于动 态平衡，宏观上气、液两相保持一定的相 对数量—饱和状态。
相应的温度和压力称为饱 和温度（ts）和饱和压力(PS)，
水蒸气焓熵图
水蒸气的焓熵图
利用水蒸气表确定水蒸气状态参数的优点是数值的准确度高，但由于水蒸气表上所给出的数据是不连续的,在遇到间隔中的状态时，需要用内插法求得，甚为不便。
另外,当已知状态参数不是压力或温度,或分析过程中遇到跨越两相的状态时，使用水蒸气表尤其感到不便。
为了使用上的便利，工程上根据蒸汽表上已列出的各种数值,用不同的热力参数坐标制成各种水蒸气线图，以方便工程上的计算.除了前已述及的ｐ－v图与T－s图以外，热工上使用较广的还有一种以焓为纵坐标、以熵为横坐标的焓熵图（即h—s图)。
水蒸气的焓熵图如图2—9所示.图中饱和水线x ＝1的上方为过热蒸汽区；下方为湿蒸汽区.ｈ－s图中还绘制了等压线、等温线、等干度线和等容线。
在湿蒸汽区,等压线与等温线重合,是一组斜率不同的直线。
在过热蒸汽区,等压线与等温线分开,等压线为向上倾斜的曲线,而等温线是弯曲而后趋于平坦.此外，在ｈ—ｓ图上还有等容线（图2—9中未画出），在湿蒸汽区中还有等干度线。
由于等容线与等压线在延伸方向上有些近似（但更陡些）,为了便于区别,在通常的焓熵图中,常将等容线印成红线或虚线。
由于工程上用到的水蒸气，常常是过热蒸汽或干度大于5０%的湿蒸汽，故h－s图的实用部分仅是它的右上角。
工程上实用的h-ｓ图,即是将这部分放大而绘制的.
图2－9水蒸气的h－s图。
工程热力学与传热学10)水蒸气
湿蒸汽的干度和湿度
干度x：湿蒸汽中饱和蒸汽所占的质量百分比。
mV 湿蒸汽中干蒸汽的质量 x 湿蒸汽总质量 mV mW
mv mW
湿度y：湿蒸汽中饱和水所占的质量百分比。
mW 湿蒸汽中饱和水的质量 y 湿蒸汽总质量 mV mW
显然： x+y=1
饱和水的x=0; 干蒸汽的x=1
比容 温度 t （℃） 压力 P (MPa) 0.000611 焓 汽化 潜热 熵
v’
(m3/kg) 0.0010002
v”
(m3/kg) 206.312
h’
(kJ/kg) -0.04
h”
(kJ/kg) 2501.0
r
s’
s”
(kJ/kg) (kJ/kg·K) (kJ/kg·K) 2501.0 -0.0002 9.1565
1、预热阶段
未饱和水（过冷水）
饱和水
p 定值
过冷度
p 定值
t0 t s v 0 v s0 s h0 h
t0 v0 s0 h0
Δ t=t-ts
ts v s h
注意比较v0和v′ 的大小！
这个阶段所需的热量称为液体热 ql
ql h h0
'
2、汽化阶段
p 定值 ts v s h
湿蒸汽区：上、下界限线之间的锺罩形区域
五态
过热蒸汽：一定压力下，温度高于对应饱和温度的蒸汽。 或者说：一定温度下，压力低于饱和蒸汽压的蒸汽。 饱和蒸汽：一定压力下，温度等于对应饱和温度的蒸汽。 或者说：一定温度下，压力等于饱和蒸汽压的蒸汽。 湿蒸汽：饱和蒸汽与饱和液体的机械混合物。 饱和液体：一定压力下，温度等于对应饱和温度的液体。 或者说：一定温度下，压力等于饱和蒸汽压的液体。 未饱和液体：一定压力下，温度低于对应饱和温度的液体。 或者说：一定温度下，压力高于饱和蒸汽压的液体。
(参考资料)热力学性质图表
②由过热蒸汽表查焓和熵：
H1=3051.23kJ·kg-1 S1=7.1219kJ·kg-1·K-1
膨胀过程可逆绝热，是等熵过程：
S2= S1= 7.1219kJ·kg-1·K-1
天津大学化工学院
主讲：李永红
③由饱和水蒸气表查0.1Mpa条件下的焓和熵：
HL =417.46 kJ·kg-1
HV =267535kJ·kg-1
空 气 的 T-S 图
●
绿色制冷剂HFC-134a的Lnp -H 图
●
空 气 的 H-S 图
例 3-7 (1) 10.13×105Pa的饱和气态氨以25kg·min-1的流速进入
冷凝器，成为饱和液态氨。每分钟需从冷凝器移出多 少热量？
解：此过程中 ΔH = Q 查氨的T-S图： 10atm，饱和气态氨的HV=350 kcal·kg-1 饱和液态氨的HL=70 kcal·kg-1
通过无摩擦的膨胀机进行绝热可逆膨胀至101310节流膨胀为等焓过程节流膨胀为等焓过程110110沿等焓线膨胀膨胀至1atm1atm9191天津大学化工学院天津大学化工学院主讲
热力学性质图表
天津大学化工学-S 图 水蒸气表
主讲：李永红
理想气体线
空 ●
气 的 H-T 图
移出的热量为：
( ) Q = w H V − H L = 25 × (350 − 70) = 7 × 103 kcal ⋅ min−1 = 2.926 × 104 kJ ⋅ min−1
氨的T-S图
●
●
例3-8
14.182×105Pa、383K的氨，①流过节流阀后压力变为 1.013×105 Pa，试求终温为多少？②通过无摩擦的膨 胀机进行绝热可逆膨胀至1.013×105 Pa，试求终温为
H1=3051.23kJ·kg-1 S1=7.1219kJ·kg-1·K-1
膨胀过程可逆绝热，是等熵过程：
S2= S1= 7.1219kJ·kg-1·K-1
天津大学化工学院
主讲：李永红
③由饱和水蒸气表查0.1Mpa条件下的焓和熵：
HL =417.46 kJ·kg-1
HV =267535kJ·kg-1
空 气 的 T-S 图
●
绿色制冷剂HFC-134a的Lnp -H 图
●
空 气 的 H-S 图
例 3-7 (1) 10.13×105Pa的饱和气态氨以25kg·min-1的流速进入
冷凝器，成为饱和液态氨。每分钟需从冷凝器移出多 少热量？
解：此过程中 ΔH = Q 查氨的T-S图： 10atm，饱和气态氨的HV=350 kcal·kg-1 饱和液态氨的HL=70 kcal·kg-1
通过无摩擦的膨胀机进行绝热可逆膨胀至101310节流膨胀为等焓过程节流膨胀为等焓过程110110沿等焓线膨胀膨胀至1atm1atm9191天津大学化工学院天津大学化工学院主讲
热力学性质图表
天津大学化工学-S 图 水蒸气表
主讲：李永红
理想气体线
空 ●
气 的 H-T 图
移出的热量为：
( ) Q = w H V − H L = 25 × (350 − 70) = 7 × 103 kcal ⋅ min−1 = 2.926 × 104 kJ ⋅ min−1
氨的T-S图
●
●
例3-8
14.182×105Pa、383K的氨，①流过节流阀后压力变为 1.013×105 Pa，试求终温为多少？②通过无摩擦的膨 胀机进行绝热可逆膨胀至1.013×105 Pa，试求终温为
工程热力学-第七章水蒸气之水蒸气的图表
h’=191.76, h”=2583.7
s’=0. 649 0, s”=8.1481
t
v
h
s
v
h
s
v
h
s
℃ m3/kg kJ/kg kJ/(kg· m3/kg kJ/kg kJ/(kg· m3/kg kJ/kg kJ/(kg·
K)
K)
K)
0 0.0010002 -0.05 -0.0002 0.0010002 -0.05 -0.0002 0.0010002 -0.04 -0.0002 10 130.598 2519.0 8.9938 0.0010003 42.01 0.1510 0.0010003 42.01 0.1510
120 181.426 2725.9 9.6109 36.269 2725.5 8.8674 18.124 2725.1 8.5466
02. 水蒸气的焓熵图
02
水蒸气的焓-熵（h-s）图
水蒸气的t-s图
02
焓熵图
定压线 定温线 定容线 定干度线
斜率
h s n
dh Tds vdp
第七章 水蒸气 之
水蒸气的图表
CONTENTS
01. 水和水蒸气表 02. 水蒸气的焓熵图
01. 水和水蒸气表
01
水蒸气表
1.饱和水和干饱和蒸汽表
01 2.未饱和水和过热蒸汽表
p
0.001 MPa
0.005 MPa
0.01 MPa
饱
ts=6.949 ℃
和 v’=0.001 000 1, v”=129.185
20 135.226 2537.7 9.0588 0.0010018 83.87 0.2963 0.0010018 83.87 0.2963
s’=0. 649 0, s”=8.1481
t
v
h
s
v
h
s
v
h
s
℃ m3/kg kJ/kg kJ/(kg· m3/kg kJ/kg kJ/(kg· m3/kg kJ/kg kJ/(kg·
K)
K)
K)
0 0.0010002 -0.05 -0.0002 0.0010002 -0.05 -0.0002 0.0010002 -0.04 -0.0002 10 130.598 2519.0 8.9938 0.0010003 42.01 0.1510 0.0010003 42.01 0.1510
120 181.426 2725.9 9.6109 36.269 2725.5 8.8674 18.124 2725.1 8.5466
02. 水蒸气的焓熵图
02
水蒸气的焓-熵（h-s）图
水蒸气的t-s图
02
焓熵图
定压线 定温线 定容线 定干度线
斜率
h s n
dh Tds vdp
第七章 水蒸气 之
水蒸气的图表
CONTENTS
01. 水和水蒸气表 02. 水蒸气的焓熵图
01. 水和水蒸气表
01
水蒸气表
1.饱和水和干饱和蒸汽表
01 2.未饱和水和过热蒸汽表
p
0.001 MPa
0.005 MPa
0.01 MPa
饱
ts=6.949 ℃
和 v’=0.001 000 1, v”=129.185
20 135.226 2537.7 9.0588 0.0010018 83.87 0.2963 0.0010018 83.87 0.2963
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、水蒸气表 1、 饱和水与饱和蒸汽表 2、未饱和水与过热蒸汽表 按温度排列和按压力排列的两种
三、水蒸气焓—熵图 图中： 定压线的斜率
h =T s p
h p = T + v s v s v
定容线的斜率
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
定温线的斜率
h p =T + s T s T
定干度线
常数
常数 水蒸气的 h-s 图
常数
1 水蒸气定压过程
常数
1 水蒸气定容过程
常数
1 水蒸气定温过程
1 水蒸气绝热过程
1 水蒸气绝热过程
未 饱 和 液 体 区
p0 = 0.6112kPa
' v0 = 0.00100022 m 3 / kg
' u 0 = 0kJ / kg
' s 0 = 0kJ /( kg K )
' ' h0' = u 0 + p 0 v 0 = 0.000611kJ / kg ≈ 0
水蒸气的T-s图
2、温度为0.01℃、压力为p的未饱和水
水蒸气表和焓-熵 第三节 水蒸气表和焓 熵（ h-s）图 ）
一、水蒸气参数的计算 1、 零点的规定： 1963年国际水蒸气会议决定，以水物质在三相（纯水的冰、水和汽 ）平衡共存状态下的饱和水作为基准点。规定在三相态时饱和水的内能和 熵为零。其参数为：
过 热 蒸 气 区 湿 蒸 气 区
t 0 = 0.01 ℃
t 0 = 0.01 ℃
u 0 = u = 0kJ / kg
' 0
v 0 ≈ 0.001m 3 / kg
' s 0 = s 0 = 0kJ /( kg K )
h0 = u 0 + pv0 = 0kJ / kg
a0a’、b0b’与AC重合 3、 温度为ts℃、压力为p的饱和水 4、压力为p的干饱和蒸汽 5、压力为p的湿饱和蒸汽 6、压力为p的过热蒸汽