第七講水蒸氣的熱力性質(zhì)和熱力過程

第七講水蒸氣的熱力性質(zhì)和熱力過程第一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四第一節(jié)概述一、水蒸氣不適于理想氣體狀態(tài)方程水蒸氣離液態(tài)不遠(yuǎn)，而且伴隨物質(zhì)聚態(tài)的變化實(shí)際氣體的熱力學(xué)能不僅是溫度的函數(shù)，還是比體積的函數(shù)。實(shí)際氣體的狀態(tài)方程：第二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四實(shí)際氣體的比熱容：第三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四第二節(jié)水的定壓汽化過程與水蒸汽的圖和圖一、飽和溫度和飽和壓力當(dāng)水和蒸汽的溫度和壓力不再變化時(shí)，從水中飛出的分子與從蒸汽中飛入水中的分子數(shù)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，對(duì)應(yīng)于溫度時(shí)，平衡時(shí)的壓力稱為飽和壓力。第四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四蒸發(fā)的條件：水蒸汽的分壓力小于相應(yīng)溫度下水的飽和壓力。給定壓力下，對(duì)應(yīng)有一個(gè)水和水蒸汽的飽和溫度：沸騰的條件：水溫達(dá)到給定壓力下的飽和溫度。第五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四二、水的定壓汽化過程1水，壓力，初始溫度，這時(shí)水的比體積為，第六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四水在定壓加熱的時(shí)候，比體積略有增加，表現(xiàn)為點(diǎn)自左向右移動(dòng)；水溫不斷上升，焓和熵增加。第七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四1.定壓預(yù)熱階段：比液體熱：2.定壓汽化階段：比汽化潛熱第八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四濕飽和蒸汽：飽和水完全汽化之前，飽和水與水蒸汽的混合物。3.定壓過熱階段：過熱度：比過熱熱：第九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四干度：濕蒸汽中含飽和蒸汽。第十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四三、水蒸汽的圖和圖第十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四第三節(jié)水蒸氣表(1)未飽和水區(qū)(2)濕蒸汽區(qū)(3)過熱蒸汽區(qū)一、飽和水與飽和水蒸汽表1.按溫度排列：2.按壓力排列：對(duì)于濕蒸氣，先根據(jù)附表2和3查出飽和水和飽和蒸氣的參數(shù)，用干度計(jì)算。第十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四二、未飽和水與過熱水蒸汽由附表4查出未飽和水和過熱水蒸汽的例6-1有一種說法：“過冷水一定很冷，過熱水蒸汽一定很熱”，試用水蒸汽表對(duì)此加以評(píng)論。第十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四例6-2：某鍋爐產(chǎn)生的蒸汽，試確定其所處狀態(tài)，并求出其溫度、比焓、比熱力學(xué)能和比熵的數(shù)值。第十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四干度：比焓值為：比熱力學(xué)能：第十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四溫度：例在壓力下，對(duì)水進(jìn)行定壓加熱，當(dāng)其溫度分別為和，試確定其所處的狀態(tài)。解：時(shí)，時(shí)，為未飽和水，過冷度第十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四第四節(jié)水蒸氣的圖焓-熵圖定壓過程的熱量和絕熱過程的技術(shù)功可用縱坐標(biāo)上線段的長(zhǎng)度來表示。第十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四一、定壓線定壓預(yù)熱階段，定壓線向上凹；定壓汽化階段，定壓線為直線；過熱階段，定壓線向上凹。定壓線簇向右上方呈發(fā)散狀。第十八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四二、定溫線在濕蒸汽區(qū)定壓線即定溫線；在過熱蒸汽區(qū)，定溫線為向右上凸的曲線。三、定干度線濕蒸汽區(qū)不同定壓線上干度相同的狀態(tài)點(diǎn)的連線第十九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四例6-4：如圖6-6所示，在濕蒸汽區(qū)任一定壓線段BD內(nèi)取一點(diǎn)M，則該點(diǎn)的干度試證明之。第二十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四第五節(jié)水蒸汽的基本熱力過程水蒸汽的熱力過程的計(jì)算任務(wù)：(1)初態(tài)和終態(tài)的狀態(tài)參數(shù)(2)過程中的熱量、膨脹功、技術(shù)功、焓和熵的變化。(3)利用蒸汽表和焓熵圖進(jìn)行計(jì)算。第二十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四一、定容過程單位質(zhì)量膨脹功為零單位質(zhì)量技術(shù)功單位質(zhì)量熱量：第二十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四二、定壓過程單位質(zhì)量膨脹功單位質(zhì)量技術(shù)功單位質(zhì)量熱量第二十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四第二十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四三、定溫過程單位質(zhì)量熱量單位質(zhì)量膨脹功單位質(zhì)量技術(shù)功第二十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四四、絕熱過程單位質(zhì)量膨脹功單位質(zhì)量技術(shù)功：第二十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四例6-5：有一剛性封閉容器，裝有、的濕蒸汽，對(duì)其加熱至試確定加熱終點(diǎn)的狀態(tài)，求出單位質(zhì)量的加熱量。解：查附表3得，時(shí)的參數(shù)為

第二十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四算得定容加熱：第二十八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四再查表得時(shí)，終態(tài)為下的飽和水，單位質(zhì)量加熱量：第二十九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四例6-6初態(tài)為的過熱蒸氣，進(jìn)入汽輪機(jī)絕熱膨脹，終壓