饱和水和饱和水蒸气热力性质表
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水和水蒸气的性质(严家禄第七章)
h xh (1 x )h
"
'
v xv" (1 x )v ' s xs (1 x ) s
" '
y xy (1 x ) y
"
'
y y x " y y'
'
已知p或T(h’,v’,s’,h’’,v’’,s’’)+干度x h ,v ,s
§7-4 水蒸气表和图
第七章 水和水蒸气的性质
水和水蒸气是实际气体的代表
水蒸气
在空气中含量极小，当作理想气体 一般情况下，为实际气体，使用图表
18世纪，蒸气机的发明，是唯一工质 直到内燃机发明，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
是其它实际气体的代表
查表举例（2）
已知 t=250℃, 5kg 蒸气占有0.2m3容积, 试问蒸 气所处状态? h=? 湿蒸汽状态 x 0.795 t=250℃ , h ' 1085.8 kJ kg
h" 2799.5 kJ kg
kg
h xh " (1 x)h ' 2448.2 kJ
查表举例（3）
T Tc e3 e2 e1
B
s
v
§7-3 水和水蒸气状态参数
状态公理：简单可压缩系统，两个独立变量
未饱和水及过热蒸汽，一般已知p、T即可 饱和水和干饱和蒸汽，只需确定p或T
湿饱和蒸汽， p和T不独立，汽液两相
水和水蒸气状态参数确定的原则
1、未饱和水及过热蒸汽 确定任意两个独立参数，如：p、T 2、饱和水和干饱和蒸汽 确定p或T 3、湿饱和蒸汽 除p或T外，其它参数与两相比例有关
热工学水蒸气的状态参数
水在临界压力或高于临界压力下定压加热 到临界温度时，不存在汽液分界线和汽液共存 的汽化过程，再加热就直接成为过热蒸汽。
一、 水蒸气的状态参数
一般情况下，水蒸气的性质与理想气体差别 很大 ,为了便于工程计算，将不同温度和不压力 下的未饱和水、饱和水、干饱和蒸汽和过热蒸汽 的状态参数列成表或绘成线算图。
饱和水与饱和蒸气表
分为以温度为序（附录表5）和以压力为序 （附录表6）两种。
1
2
遵循国际规定，蒸气表取三相点液相水的 热力学能和熵为零。在三相点，液相水的状态 参数为p=611.7Pa , v=0.00100021m3/kg,
T=273.16K, s=0kj/(kg*K) , u=0kj/kg 根据焓的定义
确定蒸汽状态除了使用利用查蒸汽表，还
可以使用用表中数据制成的状态图。在使用中， 尤其对水蒸气的热力过程进行分析及计算时， 图比表更加直观。
水蒸气的焓熵图
C 临界点
CA下界线 CB上界线
定压线
定容线
定温线
定干度线
湿蒸汽区的
定压线就是
定温线。
9
h=u+pv=0+611.7Pa*0.0010021m3/kg
=0.00061kj/kg≈0kj/kg
湿蒸汽由压力相同的饱和水和干蒸汽所组 成的混合物，要确定其状态除了知道其压力或 者温度外，还必须知道其干度x。
有干度定义，1kg湿蒸汽由x kg干蒸汽和（1-x） kg湿蒸汽组成。
vx=xv''+(1-x)v'=v'+x(v''-v')
（2）p=5kPa， s=6.5042kj/（kg·K） 查压力序蒸汽表知， 饱和水比熵s'=0.4761kj/kg 饱和水蒸气比熵s''=8.3930kj/kg 可知s'<s<s''，所以该状态为湿蒸汽。
一、 水蒸气的状态参数
一般情况下，水蒸气的性质与理想气体差别 很大 ,为了便于工程计算，将不同温度和不压力 下的未饱和水、饱和水、干饱和蒸汽和过热蒸汽 的状态参数列成表或绘成线算图。
饱和水与饱和蒸气表
分为以温度为序（附录表5）和以压力为序 （附录表6）两种。
1
2
遵循国际规定，蒸气表取三相点液相水的 热力学能和熵为零。在三相点，液相水的状态 参数为p=611.7Pa , v=0.00100021m3/kg,
T=273.16K, s=0kj/(kg*K) , u=0kj/kg 根据焓的定义
确定蒸汽状态除了使用利用查蒸汽表，还
可以使用用表中数据制成的状态图。在使用中， 尤其对水蒸气的热力过程进行分析及计算时， 图比表更加直观。
水蒸气的焓熵图
C 临界点
CA下界线 CB上界线
定压线
定容线
定温线
定干度线
湿蒸汽区的
定压线就是
定温线。
9
h=u+pv=0+611.7Pa*0.0010021m3/kg
=0.00061kj/kg≈0kj/kg
湿蒸汽由压力相同的饱和水和干蒸汽所组 成的混合物，要确定其状态除了知道其压力或 者温度外，还必须知道其干度x。
有干度定义，1kg湿蒸汽由x kg干蒸汽和（1-x） kg湿蒸汽组成。
vx=xv''+(1-x)v'=v'+x(v''-v')
（2）p=5kPa， s=6.5042kj/（kg·K） 查压力序蒸汽表知， 饱和水比熵s'=0.4761kj/kg 饱和水蒸气比熵s''=8.3930kj/kg 可知s'<s<s''，所以该状态为湿蒸汽。
工程热力学-06 水蒸气的热力性质
• 湿度 y = mw mv + mw
h ,v ,s
• 湿蒸汽的比状态参数计算
vx = (1− x)v'+ xv"= v'+ x(v"−v')
⎫
hx ux
= =
(1− x)h'+ hx − psvx
xh"
=
h'+
x(h"−
h')
=
h'+
xr
⎪ ⎪⎪⎬（6
−
12）
sx
=
(1−
x)s'+
xs" =
s'+
5
191.80 1149.2
10
1397. 1
20 1807.1
22.064 =pc
2063.8
6-2 水蒸气的产生过程
2、饱和水变为饱和水蒸汽的定压汽化过程
• 使1kg饱和水在一定压力下完全变为相同 温度的饱和水蒸气所需加入的热量称为
水 的汽化潜热，用符号r表示。在温熵图上
汽
化 潜r热=则T相s应(于s "水−平线s '段)下的矩形面积：
蒸发：汽液表面上的汽化 沸腾：表面和液体内部同时发生的汽化
(气体和液体均处在饱和状态下) 饱和状态：汽化与凝结的动态平衡
蒸发：任何温度 沸腾：沸点 凝结：物质由蒸汽变为液体的过程
1、蒸发与凝结
蒸发：逸出的分子数 > 被液面俘获的分子数 凝结：逸出的分子数< 被液面俘获的分子数
蒸发
力平衡 热平衡
化学不平衡
3、湿饱和蒸汽 除p或T外，其它参数与两相比例有关
工程热力学-06 水蒸气的热力性质
(t
−
ts
)
=
c
p
t ts
D
6-2 水蒸气的产生过程
• 水蒸气在定压过热过程中吸收的热量也等
于焓的增加：
（64;
• 式中，h一定压力为p、温度为t时过热水蒸气的 焓。过热水蒸气的焓为
h = h"+ q" = h0 + q '+ r + q"
（6-15）
6-2 水蒸气的产生过 程
蒸发热(液体温度越低，蒸发热越高)
蒸发制冷
1
2、饱和状态
逸出的分子数 = 被液面俘获的分子数
饱和状态：汽化与凝结的动态平衡
饱和状态：汽化和液化达到动态平 衡共存的状态
饱和水、饱和水蒸气 饱和液体、饱和蒸气
饱和温度Ts 饱和压力ps
饱和状态
饱和状态：汽化与凝结的动态平衡
饱和温度Ts 饱和压力ps
一一对应
§6-2 水蒸气的定压发生过程
t < ts
t = ts t = ts
t = ts
t > ts
未饱和水 饱和水 饱和湿蒸汽 饱和干蒸汽 过热蒸汽
v < v’ v = v’ v ’< v <v’’ v = v’’ v > v’’ h < h’ h = h’ h ’< h <h’’ h = h’’ h > h’’
(3) 理想气体 h = f (T )
实际气体汽化时，T＝Ts不变，但h增加 h ''− h ' = γ 汽化潜热
(4) 未饱和水 过冷度 Δt过冷 = ts − t 过冷水
过热蒸汽 过热度 Δt过热 = t − ts
工程热力学(第5章--水蒸汽的热力性质)
v′增大（因水的膨胀性大于压缩性）； v″减小（因汽的压缩性大于膨胀性）；
18
5-2 水蒸气的定压产生过程
所以：随着p升高，b点向右移动，d点向左移动，即 预热过程增长，汽化过程缩短，过热过程增加。
19
5-2 水蒸气的定压产生过程
当压力升高至pc=22.064MPa时，汽化过程缩成一点，即临 界点C，同时产生两线（CM、CN）和三区（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）。
D = t - ts
h
15
➢水蒸气定压产生过程中热量的计算
1.水的定压预热阶段：
液体热 ql h ' h0 kJ/kg
T
2.饱和水的定压汽化过程：
汽化潜热 r h" h ' kJ/kg
Ts
b
e d
r Ts s" s ' kJ/kg
3.干蒸汽的定压过热过程：
过热热 qs h h" kJ/kg
2
本章主要内容 水蒸气的饱和状态 水蒸气的定压产生过程 水蒸气的热力性质图表 水蒸气的基本热力过程
3
5-1 水蒸气的饱和状态
一、汽化：液态→汽态 （如锅炉水冷壁中水的汽化过程）
汽化方式有两种：1）蒸发，2）沸腾。
1、蒸发——在液体表面缓慢进行的汽化现象。
特点：它能在任何温度下进行；液体的蒸发速度取决于 液体的性质、液体的温度、蒸发表面积和液面上气流的流速。
饱和状态的特点： p s
①汽水共存；
ts
②汽水同温；
③饱和压力与饱和温度
成一一对应关系.
ts f ps
8
饱和温度与饱和压力的关系
ts f ps
ps上升， ts上升 ts上升， ps上升
饱和压力 0.005MPa
18
5-2 水蒸气的定压产生过程
所以：随着p升高，b点向右移动，d点向左移动，即 预热过程增长，汽化过程缩短，过热过程增加。
19
5-2 水蒸气的定压产生过程
当压力升高至pc=22.064MPa时，汽化过程缩成一点，即临 界点C，同时产生两线（CM、CN）和三区（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）。
D = t - ts
h
15
➢水蒸气定压产生过程中热量的计算
1.水的定压预热阶段：
液体热 ql h ' h0 kJ/kg
T
2.饱和水的定压汽化过程：
汽化潜热 r h" h ' kJ/kg
Ts
b
e d
r Ts s" s ' kJ/kg
3.干蒸汽的定压过热过程：
过热热 qs h h" kJ/kg
2
本章主要内容 水蒸气的饱和状态 水蒸气的定压产生过程 水蒸气的热力性质图表 水蒸气的基本热力过程
3
5-1 水蒸气的饱和状态
一、汽化：液态→汽态 （如锅炉水冷壁中水的汽化过程）
汽化方式有两种：1）蒸发，2）沸腾。
1、蒸发——在液体表面缓慢进行的汽化现象。
特点：它能在任何温度下进行；液体的蒸发速度取决于 液体的性质、液体的温度、蒸发表面积和液面上气流的流速。
饱和状态的特点： p s
①汽水共存；
ts
②汽水同温；
③饱和压力与饱和温度
成一一对应关系.
ts f ps
8
饱和温度与饱和压力的关系
ts f ps
ps上升， ts上升 ts上升， ps上升
饱和压力 0.005MPa
工程热力学水蒸汽的热力性质
v ′和v ″
的大小！
为什么水的汽化阶段除了压力不变，温度也保持不变呢？
13
湿蒸汽的干度
干度x：湿蒸汽中饱和蒸汽所占的质量百分比。
mV 湿蒸汽中饱和蒸汽的质量 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； 湿蒸汽：0<x<1；
饱和水的x=0； 干蒸汽的x=1
14
3、过热阶段参数变化特点
干饱和蒸汽
过热蒸汽
p 定值 t ts v s h
p 定值
ts t v v s s h h
t v s h
15
过热度： D = t - ts
水蒸气定压产生过程中热量的计算
饱和状态参数 饱和压力：在饱和状态下的水和水蒸汽的压力pS 饱和温度：在饱和状态下的水和水蒸汽的温度tS 饱和状态的特点：
①汽水共存；
ps ts
②汽水同温；
③饱和压力与饱和温度 成一一对应关系.
ts f
ps
8
饱和温度与饱和压力的关系
ts f ps
饱和压力 0.005MPa 1atm 1MPa 20MPa
34
例题分析
例5-2 已知：水泵进口pg=0.05MPa，t=115℃， 设pb=0.1MPa.试判断水泵进口水汽化没有？
解：根据p=pg+pb=0.15MPa，查得ts=111.378℃.
而t=115℃>ts，表明水泵进口水已沸腾汽化，还稍 为有点过热。（汽蚀现象）
35
例题分析
例5-3 某汽轮机排汽压力为p=10kPa，x=0.92，试计算该蒸
的大小！
为什么水的汽化阶段除了压力不变，温度也保持不变呢？
13
湿蒸汽的干度
干度x：湿蒸汽中饱和蒸汽所占的质量百分比。
mV 湿蒸汽中饱和蒸汽的质量 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； 湿蒸汽：0<x<1；
饱和水的x=0； 干蒸汽的x=1
14
3、过热阶段参数变化特点
干饱和蒸汽
过热蒸汽
p 定值 t ts v s h
p 定值
ts t v v s s h h
t v s h
15
过热度： D = t - ts
水蒸气定压产生过程中热量的计算
饱和状态参数 饱和压力：在饱和状态下的水和水蒸汽的压力pS 饱和温度：在饱和状态下的水和水蒸汽的温度tS 饱和状态的特点：
①汽水共存；
ps ts
②汽水同温；
③饱和压力与饱和温度 成一一对应关系.
ts f
ps
8
饱和温度与饱和压力的关系
ts f ps
饱和压力 0.005MPa 1atm 1MPa 20MPa
34
例题分析
例5-2 已知：水泵进口pg=0.05MPa，t=115℃， 设pb=0.1MPa.试判断水泵进口水汽化没有？
解：根据p=pg+pb=0.15MPa，查得ts=111.378℃.
而t=115℃>ts，表明水泵进口水已沸腾汽化，还稍 为有点过热。（汽蚀现象）
35
例题分析
例5-3 某汽轮机排汽压力为p=10kPa，x=0.92，试计算该蒸
《工程热力学》热力学第四章第二部分
p=0.1MPa t=20℃
v 0.0010018
m3 kg
t=40℃
储液罐很危险， 不能装满。
p 14.0MPa
查表举例（4）
已知 t=85℃, p=0.015MPa , 试确定状态? h=?
p=0.015MPa ts=54.0℃ , 过热状态 内插法
p=0.01MPa t=85℃
h h80 85 80 h90 h80 90 80
h xh" (1 x)h'
v xv" (1 x)v'
y xy" (1 x) y'
s xs" (1 x)s'
y y' x
y" y'
已知p或T(h’,v’,s’,h’’,v’’,s’’)+干度x
h ,v ,s
饱和水和饱和水蒸气表（按温度排列）
t / oC T /K
4
q = h2-h1
v
水蒸气的定压过程
例：水从30℃ ，4MPa, 定压加热到450 ℃
q = h2-h1 =3201.4kJ/kg
T
h
2
3
h2
2
1
4
13
4
h1
h1 = 129.3 kJ/kg s h2 = 3330.7 kJ/kg s
水蒸气的绝热(Isentropic)过程
汽轮机、水泵
q=0
p
h
s
pC
TC
0
h s
p
T
0
两相区 单相区
p s
T=Const 斜直线 T