热工基础3水蒸气的热力性质,水蒸气的基本概念#,汽化：物质由液态变为气态的过程；有蒸发和沸腾两种方式。在液体的自由表面上进行的恶汽化过程称为蒸发。在液体内部和表面同时发生的急剧的汽化现象称为沸腾。沸腾只发生在相应压力所对应的饱和温度，这一温度称为沸点。液化或凝结：物质由气态变为液态的过程；饱和状态（两相动平衡状态）、饱和温度、饱和压力（相应的蒸气压力）、饱和蒸汽、饱和液体。湿饱和蒸汽（湿蒸气）、干饱和蒸汽（干蒸气）、未饱和液体（温度低于其压力所对应的饱和温度的液体）、过热蒸气,蒸汽定压加热汽化过程,水蒸气的定压发生过程,三个阶段：水定压预热：未饱和水或过冷水饱和水定压汽化：从饱和液体到饱和气体。湿蒸气的干度：x=mv/mv+mw干饱和蒸汽定压过热；过热蒸气，过热度t=t-ts。汽化潜热：1kg液体完全变为同温度下的饱和蒸汽所吸收的热量,水蒸气的p-v图和T-s图,水蒸气的p-v图（1）,当液体在某一定压力下加热，只要达到某一相应的温度，液体内部就开始发生汽化，这种现象叫做“沸腾”。液体所处的压力愈高，则其相应的沸腾温度也愈高汽化潜热 饱和液线、干饱和汽线 临界点C 、临界温度 、临界压力 湿蒸汽 、饱和区,水蒸气的p-v图（2）,定温线过热蒸汽 、过热度 两个独立的状态参数可以确定物质的状态。但在饱和状态点与(或与，与)之间，温度、压力是相应一致的(因为在湿蒸汽区内压力不变，温度也保持不变)，在这一区域内，压力与温度不是彼此独立的参数，处于饱和状态的液体，蒸汽或湿蒸汽，若不再给定另一参数，只有温度和压力，其状态是无法确定的。湿蒸汽的状态常用压力(或温度)及质量含汽率(或称干度)两个参数来确定。,临界点和三相点,水的临界温度为374，临界压力为220bar,水和水蒸汽的状态参数图表#,水蒸气的参数一律应该从图或表中差的，而不宜用一些经验公式，更不能使用理想气体状态方程或从它导出的一些理想气体公式,水蒸气的焓熵图,水蒸气表比较准确，但在分析热力过程时不如图直观方便，所以实际应用是水蒸气表与焓熵图配合使用焓熵图是根据水蒸气表上所列的数据绘制而成的，以其直观、方便弥补了水蒸气表的不足，是工程上广泛采用的一种重要工具。,水蒸气的焓熵图,定压线定温线定干度线定容线定焓线定熵线,水蒸气的热力过程,水蒸气的基本过程,水蒸气的基本热力过程也是定容、定压、定温和定熵四种，求解的任务与解理想气体的过程一样，要求：1、初态和终态的参数；2、过程中的热量和功。但由于蒸汽没有适当而简单的状态方程式，较难用解析的方法求得各参数；且各参数不是温度的单值函数，而是p或v和T的复杂函数，所以宜查图、表或专用方程用计算机计算得出。,蒸汽的热力过程,蒸汽的热力过程,定压过程：工质在锅炉或蒸汽发生器内的吸热过程、乏汽在凝汽器的凝结过程、给水预热过程等绝热过程：工质在汽轮机做功过程,水蒸气参数对热力设备的影响,高参数水蒸气的基本性质过热蒸汽的质量热容过热蒸汽的比体积过热蒸汽的焓高参数水蒸气对锅炉设备的影响温度提高的影响压力提高的影响,蒸汽的流动,一元稳定流动的基本方程式#,绝热稳定流动的能量方程式,蒸汽在汽轮机喷管内的流动可以认为是稳定的绝热流动绝热滞止状态和绝热滞止参数,声速方程,声速：微弱扰动在连续介质中所产生的压力波传播的速度。在气体介质中，压力波传播过程可以近似看作定熵过程。,促使流速改变的条件,在喷管和扩压管中参数变化规律#,绝热节流,绝热节流*,概念：工质在管内流动时，遇到突然缩小的狭窄通路（如阀门、孔板），局部阻力使流体的压力下降的现象叫做节流；如果流体与外界没有热交换，则称为绝热节流。 绝热节流是由于局部阻力使流体压力降低的现象。节流是典型的不可逆过程，略左绝热节流前后动能的变化，可得到h1h2，即绝热节流前后焓值相等，但不能把绝热节流叫做定焓过程，实际节流孔的附近，流体处于非平衡态状态。,水蒸气的绝热节流,过热蒸汽节流后温度虽然降低了，过热度却增加了，湿蒸汽绝热节流后，大多数情况下干度增加了，可以变成干蒸汽 蒸汽的做功能力降低了,绝热节流的实际应用,