水蒸气的形成过程

Ts
T dT c Ts p T
5.2 水蒸汽的状态参数
7－4 水蒸汽表和图
水与水蒸汽的状态参数p、v、t、h、s均可从水
蒸汽图表中查到，图表中没有的参数，可根据 参数间的一般关系计算得到，如u 按 u=h-pv 计算。
热力学性质表很简单，它是把热力学性质以一一对 应的表格形式表示出来，其特点表现在：对确定点 数据准确，但对非确定点需要内插计算，一般用直 线内插。
5.2 水蒸汽的状态参数
u0 0 kJ / kg s0 0 kJ /(kg K ) v0 0.00100021 m3 / kg h0 u0 p0v0 0 kJ / kg
二. 温度为0.01oC、压力为P的过冷水
忽略水的压缩性，即比体积v不变，又温度不变，则:
uo=u0’=0, w=0 q=0 so=so’=0, h0= uo+p0 v0=0
未饱和水（过冷水）
饱和水
p const.
p const.
t ts v v
t ts v v
s s
s s
h h
h h
这个阶段所需的热量称为液体热 ql
5.1 水蒸气的产生过程
汽化阶段
湿饱和蒸汽：饱和水与饱 和蒸汽混合物
饱和水
湿(饱和)蒸汽
干饱和蒸汽
p const.
p const.
5.2 水蒸汽的状态参数
内插法介绍
y y2 ya
1
y1
x1
2
h ya y2 y1 xa x2 x
已知 x1, y1, x2 , y2 , xa
求 ya ?
由图可看出ya y1 h
两三角形相似，对应边成比例。
有
y2 y1 h x2 x1 xa x1
整理得
h
y2
y1
xa x2
x1 x1
5.2 水蒸汽的状态参数
三. 温度为t、压力为P的未饱和水
T
q 273.16 cpdT
h h0' q
s
T q
T 273.16
T 273.16
cp
dT T
饱和水状态： ql h' s'
5.2 水蒸汽的状态参数
四. 压力为P的干饱和蒸汽
Ts (s"s') h"h' (u"u') p(v"v')
5.2 水蒸汽的状态参数
已知p（或t）及某一比参数y（v或s或h）,判
断水或蒸汽所处的状态 查饱和表得已知压力（或
温度）下的y’、y”：
y y 未饱和水
y
y
y
湿蒸气（算出干度x）
y
y
过热蒸气
在湿蒸汽区干度及其它参数的的计算：
所以
ya
y1
y2
y1
xa x2
x1 x1
5.2 水蒸汽的状态参数
已知（p,t）,判断水或蒸汽所处的状态
查饱和表得已知压力（或温度）下的饱和温度ts(p)
（或饱和压力ps(t) ）：
t ts ( p) t ts ( p) t ts ( p)
未饱和水 饱和状态或湿蒸气（给出干度x） 过热蒸气
在湿蒸汽区，p、t不是两个独立的变量，因 此不能由p、t确定状态点。
过热阶段
干饱和蒸汽
过热蒸汽
p const.
p const.
t ts v v
t ts v v
s s
s s
h h
h h
这个阶段所需的热量称为过热热 qsup。t-ts称为过热度
5.1 水蒸气的产生过程
二. 水蒸汽定压生成过程中热量的计算
水的定压预热阶段
液体热 ql h ' h0 kJ/kg
5.1 水蒸气的产生过程
三. 水蒸汽的p-v图和T-s图
p
C
Ⅰ 20 2 ' 2x
Tc 2"
T
Ⅲ
Ⅱ
10 1'
1x
1"
x
T
pc
C
Tc
Ⅲ
Ⅰ
2'
2x 2"
Ⅱ
1'
1x
1"
20
10 x
v
s
水蒸汽的p-v图和T-s图
5.2 水蒸汽的状态参数
一.水与水蒸汽表
水及水蒸汽的参数计算中不必求其绝对值， 仅求其增量或减少量，故可规定一任意起点。国 际水蒸汽会议规定，水的三相点即273.16K的液 相水作为基准点，规定其热力学能及熵为0，即 对于t0=ttp=273K、p0=ptp=611.7Pa的饱和水有：
结论：一定的饱和温度对应于一定的饱和压 力，反之也成立，即两者间存在单值关系。
ps f ts
5.1 水蒸气的产生过程
水的定压加热过程
未饱和水状态 饱和水状态 湿饱和蒸汽状态 干饱和蒸汽状态 过热蒸汽状态
水的预热阶段
饱和水的汽化阶段
过热阶段
水蒸汽的定压生成过程
5.1 水蒸气的产生过程
预热阶段 状态及状态参数：
水蒸气的产生过程
第五章 水蒸气
5.1 水蒸气的产生过程 5.2 水蒸气的状态参数 5.3 水蒸气的基本热力过程
5.1 水蒸气的产生过程
一.汽化与凝结
汽化 物质由液态转变为汽态的过程。
汽化方式 蒸发：汽化过程在液体表面发生。 沸腾：汽化过程在液体表面及内部同时发生.
5.1 水蒸气的产生过程
凝结：物质由汽态转变为液态的过程。凝结的速度 取决于空间蒸汽的压力。
t ts v v
t ts v v v
s s
s s s
h h
h h h
这个阶段所需的热量称为汽化潜热 g
p const. t ts v v s s h h
5.1 水蒸气的产生过程
干度x：
湿蒸汽中饱和蒸汽所占的质量百分比。
x mg mf mg
5.1 水蒸气的产生过程
饱和状态：
液体分子脱离其表面的 汽化速度
＝
汽体分子回到液体中 的凝结速度
这时液体与蒸汽处于动态 平衡状态，称为饱和状态
饱和液体 饱和蒸汽
5.1 水蒸气的产生过程
饱和温度和饱和压力： 处于饱和状态的汽、液温度相同，称为饱 和温度ts，蒸汽的压力称为饱和压力ps ts上升， ps上升； ps上升， ts上升。
五. 压力为p的湿饱和蒸汽
vx xv"(1 x)v' xv"
hx xh"(1 x)h' h' x
sx
xs"(1
5.2 水蒸汽的状态参数
六. 压力为P的过热蒸汽
过热度：t – ts
T
qsup Ts c p dT
h h"qsup
s
c TS
273.16 p
dT T
饱和水的定压汽化过程
汽化潜热 r h" h' kJ/kg
T
2
Ts
1'
1x
1"
1
ql
r
qsu
s'
s" s
r Ts s" s' kJ/kg
5.1 水蒸气的产生过程
水蒸汽的定压过热过程
过热
qsu h2 h" kJ/kg
1kg水从1状态被加热到2状态所吸收的热量:
q ql ' r qsu (h ' h0) (h" h ') (h2 h") h2 h0