青岛大学工程热力学chapterof

单击此处编辑母版标题样式,Qingdao University,，,Engineering Thermodynamics,（工程热力学）,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Chapter 6,Thermodynamic Properties of vapor,蒸气的热力性质,Tel,：,85953720,E-mail:,zjc0404,Chapter 6,Thermodynamic Properties of vapour,蒸气的热力性质,6-1,概述,6-2,克拉贝隆,-,克劳修斯方程,6-3,蒸气的定压发生过程,6-4,蒸气的热力性质表,6-5,蒸气的热力性质图,6-6,水蒸气热力过程（应用）,6-1 Introduction,概述,一、,The,p-T,diagram,p T,相图,二、,The,p-v and T-s,diagrams,p -v,及,T-s,相图,一、,The,p-T,diagram,p T,相图,p,p,T,T,液,液,气,气,固,固,水,一般物质,三相点,三相点,临界点,临,界,点,升华线,溶解线,汽化线,升华线,溶解线,汽化线,The,p-T,diagram,sublimation,p,T,Liquid,Vapor,Solid,Triple point,Critical point,melting,vaporization,Some related concepts,相关概念,1,、单相区：气、液、固,2,、相界线：,OA:,气固共存（升华线）,OB:,固液共存（溶解线）,OC:,气液共存（汽化线）,3,、,饱和状态,4,、三相点（,Triple point,）,-,表,6-1,5,、,临界点,（,Critical point,）,-,附表,8,p,T,液,气,固,水,O,C,A,B,饱和状态,一、,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,液化,：,由气相到液相的过程,沸腾,：,在液体表面及内部进行,的强烈汽化过程。,二、,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,。,饱和状态的温度,饱和温度,，,t,s,(,T,s,),(Saturated temperature),饱和状态的压力,饱和压力,，,p,s,（,Saturated pressure,）,加热，使温度升高如,t,，保持定,值，系统建立新的动态平衡。与之,对应，,p,变成,p,s,。,所以,一一对应,，只有一个独立变量，即,Saturated state,饱和状态,饱和状态：,物质处于不同的相可以平衡共存的状态,饱和温度,饱和状态时对应的温度，,ts(Ts),Saturation temperature,饱和压力,饱和状态的压力，,ps,Saturation pressure,饱和温度,t,s,与饱和压力,p,s,的关系：,二、,The,p-v and T-s,diagrams,p -v,及,T-s,相图,s,A,B,C,B,A,C,Some related concepts,相关概念,一点：,临界点,-,饱和液及饱和气具有完全相同的性质,两线：,饱和液线、饱和气线,三区：,液相区、液气两相共存区、气相区,五态：,未饱和液（过冷液）、饱和液、湿蒸气、饱和蒸气、过热蒸气,汽化潜热,r,：,r = h”- h= Ts ( s”- s),Some related vocabulary,相关词汇,未饱和液（过冷液）,Subcooled liquid,Compressed liquid,饱和液（线）,Saturated liquid,（,line,）,湿蒸气,Saturated liquid-vapor mixture,饱和蒸气,Saturated vapor,过热蒸气（区）,Superheated vapor,（,region,）,汽化潜热,Latent heat of Vaporization,6-2 Clapeyron-clausius equation,克拉贝隆,-,克劳修斯方程,一、吉布斯相律,Gibbs phase rule,二、,克拉贝隆,-,克劳修斯方程,Clapeyron-clausius equation,一、,Gibbs phase rule,吉布斯相律,吉布斯相律：对于多元（如,C,个组元）多相（如,P,个相）元化学反应的热力系，其独立参数，即自由度,I=CP,+2,应用：,水在液相（或固相、气相）时，,C,=1,，,P=,1,，故,I,=1-1+2,，此时压力，温度均可独立变化。,水在汽液共存时,C,=1,，,P,=2,，故,I,=1-2+2=1,，此时压力和温度中仅有一个可自由变化。,三相点：,C,=1,，,P,=3,，故,I,=1-3+2=0,二、,Clapeyron-clausius equation,克拉贝隆,-,克劳修斯方程,分别为汽化潜热,(,latent,heat of vaporization,),、熔解热,(,latent,heat of fusion,),和升华热,(,latent,heat of sublimation,),。,因,，,，,为“,+”,；,T,为“,+”,；故相平衡线斜率正负由体积差决定，可为正，可为负。,6-3,The heating process of vapor at constant pressure,蒸气的定压发生过程,一、水定压加热汽化过程,二、,蒸汽发生过程的,p -v,及,T-s,图,一、水的定压加热汽化过程,t t,s,未饱和水,饱和水,饱和湿蒸汽,饱和干蒸汽,过热蒸汽,水预热,汽化,过热,二、蒸汽发生过程的,p -v,及,T-s,图,一点（,临界点,）、两线（,饱和液线、饱和气线,）、,三区（,液相区、液气两相共存区、气相区,）、,五态（,未饱和液、饱和液、湿蒸气、饱和蒸气、过热蒸气,）,思考题：如何区分,b,、,c,、,d,三点？,x =,0,饱和水，,x =,1,干饱和蒸气,0,x,1,湿蒸气,s,C,b,d,C,c,1,c,2,b,d,c,1,c,2,各种工质均具有类似水的性质,6-4 Property tables of vapor,蒸气的热力性质表,一、,Reference state,基准点的规定,二、,Property tables of saturated liquid and,Saturated vapor,饱和液及饱和蒸汽热力性质表,三、,Property tables of compressed liquid and,superheated vapor,未饱和液及过热蒸气热力性质表,附录表,11,、,15,一、,Reference state,基准点的规定,规定：处于三相点的液态水的热力学能及熵为零,注意：由不同基准点的图表查得的数据不能混用，应进行核算处理。,二、,饱和液及饱和蒸汽热力性质表,附录表,9,、,10,、,12,、,13,、,14,饱和水和饱和水蒸气表（,按温度排列,附表,9,）,饱和水和饱和水蒸气表（按压力排列附表,10,）,思考题：如何确定湿蒸汽的状态参数？,如果有,1kg,湿蒸气，干度为,x,即有,x,kg,饱和蒸汽，（,1-,x,）,kg,饱和水,已知：,p,或,T,（,h,v,s,h,v,s,）,干度,x,h,v,s,三、 未饱和液及过热蒸气热力性质表,附录表,11,、,15,6-5 Property diagrams of vapor,蒸气的热力性质图,一、,hs,diagram of water vapor,水蒸气的焓,熵（,h-s,）图,二、,ph diagram of refrigerant,压,焓（,p-h,）图,一、,hs,diagram of water vapor,水蒸气的焓,熵（,h-s,）图,饱和液线及饱和蒸气线,定压线族,定温线族,定容线族,定干度线族,h,s,C,x,=1,x,=0,p,v,T,x,x,=1,焓熵图,定压线,定温线,定容线,定干度线,二、,ph diagram of refrigerant,压,焓（,p-h,）图,定压线族,定温线族,定熵线族,定容线族,定干度线族,6-6,水蒸气热力过程（应用）,1,、确定状态点的各参数,2,、根据过程条件确定过程进行的途径和方向，并表示在参数图上，,p-v,图、,T-s,图、,h-s,图等。,3,、进行过程的热力学第一定律的分析,水蒸气的定压过程,例：水从,30,，,4MPa,定压加热到,450 ,3,4,2,p,v,1,T,2,s,1,3,4,h,s,2,h,2,h,1,1,4,3,q,=,h,2,-h,1,h,1,= 129.3 kJ/kg,h,2,= 3330.7 kJ/kg,=3201.4kJ/kg,h,1,= 129.3 kJ/kg,h,2,= 3330.7 kJ/kg,水蒸气的绝热过程,汽轮机、水泵,q,=,0,1,2,2,可逆过程,不可逆过程,s,T,p,1,p,2,p,1,p,2,p,1,p,2,s,2,h,1,h,2,1,h,2,h,2,