四定体积过程v课件

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,1,第七章,水蒸气,steam,1、水蒸气容易获得，只要通过水的定性加热即可获得；,2、有适宜的热力状态参数，靠卡诺循环、朗肯循环即可得到；,3、不会污染环境,本章重点,1、水蒸气产生的一般原理；,2、水蒸气状态参数确定；,3、水蒸气图表的结构及应用；,4、计算水蒸气热力过程中的热量与功量。,3,71 饱和温度和饱和压力,SaturatedtemperatureandSaturatedpressure,一,、,汽化和液化,(vaporizationandliquefaction),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。,4,二,、,饱和状态,(Saturatedstate),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,),饱和状态的压力,饱和压力，,p,s,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,p,s,。,所以,一一对应，只有一个独立变量,，即,三、,几个名词：,1、饱和液,(saturatedliquid)处于饱和状态的液体：,t=t,s,2、干饱和蒸汽,(dry-saturatedvapor;dryvapor),处于饱和状态的蒸汽：,t=t,s,3、未饱和液,(unsaturatedliquid),温度低于所处压力下饱和温度的液体：,t,t,s,t,t,s=,d,称过热,度(degreeofsuperheat)。,5、湿饱和蒸汽,(wet-saturatedvapor;wetvapor),饱和液和干饱和蒸汽的混合物：,t=t,s,使未饱和液达到饱和状态的途径：,7,四,、,干度,-dryness,（湿度,y,=1,x,）,x,0,1,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,x,表示。,8,72,水定压加热汽化过程,一,.,水定压加热汽化过程,预热,汽化,过热,t,t,s,预热阶段,汽化阶段,过热阶段,二.水定压加热汽化过程的p-v图及T-s图,14,二,.,水定压加热汽化过程的,p-v,图及,T-s,图,一点,：,临界点,两线,上界限线,下界限线,三区,液,汽液共存,汽,五态,未饱和水,饱和水,湿蒸汽,干饱和蒸汽,过热蒸汽,15,73,水和水蒸气状态参数,水,和水蒸气的状态参数可按不同区域，由给出的独立,状态参数通过实际气体状态方程及其他一般关系式计算（通常由计算机计算）或查图表确定。,一,.,零点规定,规定：三相点液态水热力学能及熵为零,可近似为零,16,二,.,未饱和水（,t0.01,，,p,）,查图表或由专用程序计算,三,.,饱和水和饱和水蒸气,(,p,s,和,t,s,),查图表或由专用程序计算,压力不太高时，可近似,四,.,和饱和水蒸气(,p,s和,t,s),查图表或由专用程序计算。,17,五,.,湿饱和蒸汽,由,t,s,（或,p,s,）与,x,共同确定,：,18,六,.,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,c,p,变化复杂。,查图表或由专用程序计算。,19,74,水蒸气表和图,一,.,水蒸气表,1.,饱和水和干饱和蒸汽表,20,2.,未饱和水和过热蒸汽表,注意,1、表中的：“”表示饱和水参数；,2、表中的：“”表示干饱和水参数；,3、过冷水与过热蒸汽用“”隔开，计算时要区分开，过冷水用“0”表示下脚标，过热蒸汽没有任何修饰。,4、表中编制以0.01时的液相水为基准。,22,二,.,水蒸气的焓,熵（,h-s,）图,1,）定压线群,湿蒸汽区，,T=T,s,，直线,过热蒸汽区，斜率随,T,增,大而增大,0,23,2,）定温线群,湿蒸汽区：,直线，与等压线重合,过热蒸汽区：,等温线较等压线平坦，,低压时趋于水平。,24,3,）等容线群,等容线比等压线陡,因为,二,.,水蒸气的温,熵（,T-S,）图,水蒸气图的作用,1、可根据（,p,t,)，（,p,x,）,(,t,x),查得状态点在图中的位置，便可知其它参数；,2、也可根据初始状态参数，通过热力过程差的终态参数，继而计算过程中的热量和功量。,27,75,水蒸气的基本过程,一,.,基本公式,过程中状态参数确定,图表或专用程序计算。,功、热量的计算式：,29,二,.,定压过程,30,三,.,定熵过程,注意：水蒸气,其中,为经验数字,过热蒸汽,=1.3,饱和蒸汽,=1.135,湿蒸汽,=1.035+0.1x,或,水蒸气,?,31,四,.,定体积过程,v,v,c,时，定容加热,x,上升,定容加热时,x,如何变化,？,思考：,32,五,.,定温过程,T1=T2,于是可得：,例题：150,的液态水放在一密封容器内，试问水可能处,于什么压力？,解：查饱和蒸汽表，表,t,1,=150,时,p,s,=0.47571MPa,因此水可能处于,p,0.47571MPa，若,p,0.47511MPa,则容器内150,的水必定要变成过热汽。,例题：用温度为500K的恒温热源加热1atm的饱和水，,使之定压汽化为100,的饱和干蒸汽，求：,1）该过程中工质的熵变如何计算？,2）过程中熵流和熵产。,解：,1）由表列数据,因为饱和水汽化过程,2）由闭口系熵方程,例题：已知水蒸气的压力为,p,=0.5MPa，比体积,v,=0.35m,3,/kg问这是不是过热蒸汽？如果不是，那么是饱,和蒸汽还是湿蒸汽？用水蒸气表求出其他参数。,解：利用水蒸气表，,p,=0.5MPa时,所以该水蒸气不是过热蒸汽而是饱和湿蒸汽,例题：冷凝器中，蒸汽压力为4kPa，,x,=0.95，试求,v,x,，,h,x,，,s,x,的值；若此蒸汽凝结为水，试求其容积变化。,解：查饱和蒸汽表,p,=0.004MPa,相对容积变化率,例题：利用蒸气图表，填充下列空白,：,p,MPa,t,h,/kJ/kg,s/kJ/(kg.K),x,过热度,1,3,500,3457,7.226,266,2,0.5,392,3244,7.764,239,3,3,360,3140,6.780,126,4,0.02,61,2375,7.210,0.90,例题：汽缸-活塞系统内有0.5kg，0.5MPa，260,的水,蒸气试确定缸内蒸汽经可逆等温膨胀到0.20MPa作的功,与热量。,解：查过热蒸汽表,p,1,=0.5MPa，,t,1,=260,时,p,2,=0.20MPa，,t,2,=260,时,?,例题：如图所示，汽柜和气缸经阀门相连接，汽柜与汽,缸壁面均绝热，汽柜内有0.5kg，2.0MPa，370,的水蒸,气。开始时活塞静止在气缸底部，阀门逐渐打开后，蒸,汽缓慢地进入气缸，气缸中的蒸汽始终保持0.7MPa的压,力，推动活塞上升。当汽柜中压力降到与气缸中的蒸汽,压力相等时立即关闭阀门，分别求出汽柜和气缸中蒸汽,的终态温度。,解：取全部蒸汽为系统：,流入=0；流出=,W,；内增=,U,查,h-s,图,求得：,查图求得t,3,=297,例题：1kg水自1MPa，160,，降温到90,，其内能不变。,求：可得的最大有用功和作功能力损失。(),解：首先确定初终态参数，由,查过热蒸汽和未饱和水表得,终态,故终态为湿饱和蒸汽。,因降温过程中向环境介质放热，所以全部为损失。,