水蒸气和水蒸气循环课件

水水 蒸蒸 气气 和和 水水 蒸蒸 气气 循循 环环水 蒸 气 和 水 蒸 气 循 环1一、汽化和液化一、汽化和液化汽化汽化：由液态到气态的过程蒸发蒸发：液体表面进行 的汽化过程液化液化：由气相到液相的过程沸腾沸腾：在液体表面及内部进行 的强烈汽化过程。A 水蒸气的性质水蒸气的性质一、汽化和液化汽化：由液态到气态的过程蒸发：液体表面进行 液2二、饱和状态二、饱和状态 当汽化速度=液化速度时，系统处于动态平衡动态平衡，宏观上气、液两相保持一定的相对数量饱和状态饱和状态。饱和状态的温度饱和温度，饱和温度，ts(Ts)饱和状态的压力饱和压力，饱和压力，ps 加热，使温度升高如t，并保持定值，系统建立新的动态平衡。与之对应，p变成ps。所以一一对应，只有一个独立变量一一对应，只有一个独立变量，即二、饱和状态 当汽化速度=液化速度时，系统饱和状态的3几个名词：饱和液饱和液处于饱和状态的液体：t=ts 干饱和蒸汽干饱和蒸汽处于饱和状态的蒸汽：t=ts 未饱和液未饱和液温度低于所处压力下饱和温度的液体：tts,tts=d称过称过 热度热度。湿饱和蒸汽湿饱和蒸汽饱和液和干饱和蒸汽的混合物：t=ts几个名词：4三、干度三、干度（湿度 y=1x）x01饱和液湿饱和蒸汽干饱和蒸汽定义：湿蒸汽中干饱和蒸汽的质量分数，用w或x表示。三、干度（湿度 y=1x）x01饱和液湿饱和蒸汽干饱和蒸5四、四、水定压加热汽化过程水定压加热汽化过程1、水定压加热汽化过程、水定压加热汽化过程预热预热汽化汽化过热过热tts四、水定压加热汽化过程1、水定压加热汽化过程预热汽化过热t62、水定压加热汽化过程的、水定压加热汽化过程的p-v图及图及T-s图图临界点临界点2、水定压加热汽化过程的p-v图及T-s图临界点71、零点规定、零点规定规定：三相点液态水热力学能及熵为零规定：三相点液态水热力学能及熵为零可近似为零五、水和水蒸气的状态参数五、水和水蒸气的状态参数1、零点规定规定：三相点液态水热力学能及熵为零可近似为零五、82、未饱和水（、未饱和水（t，p）查图表或由专用程序计算3、饱和水和饱和水蒸气、饱和水和饱和水蒸气(ps和和ts)查图表或由专用程序计算查图表或由专用程序计算压力不太高时，可近似4、过热蒸汽（、过热蒸汽（p，t）注意：过热蒸汽不可用类似未饱和 水的近似式，因cp变化复杂。查图表或由专用程序计算。2、未饱和水（t，p）查图表或由专用程序计算3、饱和水和饱和95、湿饱和蒸汽、湿饱和蒸汽由由ts（或（或ps）与）与x共同确定共同确定：5、湿饱和蒸汽由ts（或ps）与x共同确定：10六、水蒸气表六、水蒸气表 1.饱和水和干饱和蒸汽表饱和水和干饱和蒸汽表六、水蒸气表1.饱和水和干饱和蒸汽表112.未饱和水和过热蒸汽表未饱和水和过热蒸汽表p0.001MPa0.005MPa0.01MPa饱和和参参数数ts=6.949v=0.0010001,v”=129.185h=29.21,h”=2513.3s=0.1056,s”=8.9735ts=32.879v=0.0010053,v”=28.191h=137.72,h”=2560.6s=0.4761,s”=8.3930ts=45.799v=0.0010103,v”=14.673h=191.76,h”=2583.7s=0.6490,s”=8.1481tvhsvhsvhsm3/kgkJ/kgkJ/(kgK)m3/kgkJ/kgkJ/(kgK)m3/kgkJ/kgkJ/(kgK)00.0010002-0.05-0.00020.0010002-0.05-0.00020.0010002-0.04-0.000210130.5982519.08.99380.001000342.010.15100.001000342.010.151020135.2262537.79.05880.001001883.870.29630.001001883.870.296340144.4752575.29.182328.8542574.08.43660.001009167.510.572350149.0962593.99.241229.7832592.98.496114.8692591.88.173260153.7172612.79.298430.7122611.88.553715.3362610.88.231380162.9562650.39.408032.5662649.78.663916.2682648.98.3422100172.1922688.09.512034.4182687.58.768217.1962686.98.4471120181.4262725.99.610936.2692725.58.867418.1242725.18.54662.未饱和水和过热蒸汽表p0.001MPa0.005MPa012七、水蒸气的焓七、水蒸气的焓熵（熵（h-s）图）图七、水蒸气的焓熵（h-s）图13一、定压过程一、定压过程1 1、热量、热量2、汽化潜热、汽化潜热p/MPa0.0010.010.111022.12/kJ/kg2485.02392.92257.92013.61319.70B 水蒸气的基本过程水蒸气的基本过程一、定压过程1、热量2、汽化潜热p/MPa0.0010.0114三、定熵过程三、定熵过程三、定熵过程15四、四、水蒸气绝热节流水蒸气绝热节流定义：由于局部阻力，使流体定义：由于局部阻力，使流体 压力降低的现象压力降低的现象。1、绝热节流一般概念、绝热节流一般概念四、水蒸气绝热节流定义：由于局部阻力，使流体1、绝热节流一般16、水蒸气节流过程、水蒸气节流过程节流后温度稍有下降节流后温度稍有下降节流现象的工程应用节流现象的工程应用气体液化气体液化发动机功率调节发动机功率调节孔板流量计，干度计孔板流量计，干度计利用利用J J，结合实验，建立实际气体微分方程，结合实验，建立实际气体微分方程热网中蒸汽降压热网中蒸汽降压、水蒸气节流过程节流后温度稍有下降节流现象的工程应用气体液17C 循环和水蒸气的循环循环和水蒸气的循环一、循环一、循环 1、定义、定义：封闭的热力过程封闭的热力过程 特性特性：一切状态参数恢复原值一切状态参数恢复原值，C 循环和水蒸气的循环一、循环 18 2、动力循环（正向循环）动力循环（正向循环）输出净功；输出净功；在在pv图及图及Ts图上顺时针进行；图上顺时针进行；2、动力循环（正向循环）输出净功；193、逆向循环逆向循环 制冷循环制冷循环 热泵循环热泵循环 一般地讲：输入净功；输入净功；在状态参数图逆时针运行；在状态参数图逆时针运行；3、逆向循环 一般地讲：输入净功；20 经济性指标：动力循环：热效率制冷循环：制冷系数供暖系数4、经济性指标经济性指标 经济性指标：动力循环：制冷循环：供暖系数4、经济性指标21二、二、卡诺循环和卡诺定理卡诺循环和卡诺定理1、卡诺循环及其热效率卡诺循环及其热效率 卡诺循环卡诺循环是两个热源的可逆循环二、卡诺循环和卡诺定理1、卡诺循环及其热效率是两个热源的22卡诺循环热效率卡诺循环热效率讨论：讨论：2）3）第二类永动机不可能制成；1）4）实际循环不可能实现卡诺循环；5）卡诺循环指明了一切热机提高热效率的方向。卡诺循环热效率讨论：2）3）第二类永动机不可能制成；1）232、卡诺定理卡诺定理 定理定理1：在在相同温度相同温度的高温热源和相同的低温热源的高温热源和相同的低温热源 之间工作的之间工作的一切可逆循环一切可逆循环，其，其热效率都相热效率都相 等等，与可逆循环的，与可逆循环的种类无关种类无关，与采用哪种，与采用哪种 工质也无关工质也无关。定理定理2：在同为温度：在同为温度T1的热源和同为温度的热源和同为温度T2的冷源的冷源 间工作的间工作的一切不可逆循环一切不可逆循环，其热效率必，其热效率必小小 于可逆循环热效率于可逆循环热效率。理论意义：理论意义：1）提高热机效率的途径：可逆、提高）提高热机效率的途径：可逆、提高T1，降低，降低T2 2）提高热机效率的极限。）提高热机效率的极限。2、卡诺定理241、朗肯循环、朗肯循环三、三、简单蒸汽动力装置循环简单蒸汽动力装置循环郎肯循环郎肯循环1、朗肯循环三、简单蒸汽动力装置循环郎肯循环252、朗肯循环的热效率、朗肯循环的热效率若忽略水泵功若忽略水泵功，则，则2、朗肯循环的热效率若忽略水泵功，则263、初参数对朗肯循环热效率的影响、初参数对朗肯循环热效率的影响1）初温）初温t12）初压力）初压力p1但但x2下降且下降且p太高造成强度问题太高造成强度问题3）背压）背压p2但受制于环境温度，不能任意降低同时，x2下降3、初参数对朗肯循环热效率的影响1）初温t12）初压力p1但27四、核电厂理论循环四、核电厂理论循环4-1 水在蒸汽发生器中的预热、水在蒸汽发生器中的预热、汽化过程近似认为定压过程汽化过程近似认为定压过程 1-2过程绝热过程绝热2-3乏汽在冷凝器中冷凝，乏汽在冷凝器中冷凝，也为定压过程也为定压过程 4-3绝热压缩，给水泵消耗的功绝热压缩，给水泵消耗的功循环净功循环净功忽略水泵功忽略水泵功 四、核电厂理论循环4-1 水在蒸汽发生器中的预热、1-2过程28