文档介绍：第五章 水蒸气和蒸汽动力循环
学习导引
本章介绍了水蒸气的定压发生过程,水蒸气
图表及其应用,蒸汽动力循环的系统组成、工作
原理及循环在T-s图上的表示方法。
学习要求
1. 掌握有关蒸汽的各种术语及其意义。如:汽化、凝结、饱和状
态、未饱和液体、饱和液体、湿蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽、干度
等概念及不同蒸汽状态的特征和关系。
2. 了解蒸汽定压发生过程及其在p-v图与T-s图上的一点、二线、
三区和五态。
3. 了解水蒸气图表的结构,能够熟练利用水蒸气图表查出水蒸气
状态参数。
4. 掌握水蒸气基本热力过程的特点和热量、功量、热力学能的计
算。
5. 掌握朗肯循环的基本装置、热力过程及热效率,了解蒸汽参数
对朗肯循环热效率的影响。
6. 了解再热循环和回热循环的基本装置、热力过程及热效率,了
解热电合供循环的基本思想和经济性指标。
本章难点
1. 本章的基本概念较多,也比较抽象,较难理解。学习中应反复深入地思考,正确理解这些概念的物理意义,找出其间有机的联系,并在应用中加深理解。
2. 熟练利用水蒸气图表进行相关工程计算在初始阶段会有一定难度,应结合例题与习题加强练习。
3. 朗肯循环的热效率计算有一定难度,分析蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响,以及提高其热效率的方法理解起来也有一定难度。
气态工质
气体
蒸汽
远离液态,一般可作为理想气体处理,如空气、燃气。
刚脱离或接近液态,一般不能作为理想气体处理,如水蒸气、制冷剂蒸气等。
水蒸气具有良好的热力性质,来源丰富,易于获得,比热容大,传热性能好,且无毒无味、无污染,在热力工程中的使用极为广泛。
第一节 水蒸气的定压发生过程
如水蒸气在热电厂和空调工程中的应用
蒸发
沸腾
在任何温度条件下发生在液体表面的汽化过程。温度越高,蒸发表面积越大,蒸发越强烈。
在一定温度(沸点)下,液体内部和表面同时发生的剧烈汽化过程。沸腾可通过加热或减压的方法实现。相同压力下,不同的液体沸点不同。
一、基本概念
如湿衣服的晾干
蒸汽是由液体汽化而产生的。
1. 汽化
液体开始沸腾的温度
,℃,氨的沸点为-32℃
汽化过程是吸热过程。
2. 凝结
——物质由气态转变为液态的过程称为凝结。
基本概念
液态物质
(放热)凝结
(吸热)汽化
气态物质
汽相空间蒸汽分子越多,蒸汽压力越大,凝结速度越快。
如水蒸汽冷凝为水
同压力下蒸汽的凝结温度与液体的沸点相等
饱和压力ps
饱和温度ts
如水蒸气:ps= MPa,ts=100 ºC
3. 饱和状态
——液面上蒸气空间中的蒸气和液体两相达到
动态平衡的状态就称为饱和状态。
基本概念
饱和蒸汽
——
饱和液体
——
在饱和状态下,有:
饱和温度和饱和压力一一对应。
4. 干度
——单位质量湿蒸汽中所含饱和蒸汽的质量称
为湿蒸汽的干度。表示式为
基本概念
饱和液体和饱和蒸汽的混合物
干度x的取值范围为0~1。
x0 ,饱和液体
0﹤x﹤1 ,湿(饱和)蒸汽
x1 ,干饱和蒸汽
引入干度x可确定湿蒸汽中所含饱和液体和饱和蒸汽的
量,或确定湿蒸汽的状态。
mv-湿蒸气中干饱和蒸气的质量
mw-湿蒸气中饱和水的质量
二、水蒸气定压发生过程的三个阶段和五种状态
p
t>ts
v
p
t<ts
v0
p
ts
v'
p
ts
vx
p
ts
v''
未饱和水
a
饱和水
b
湿(饱和)蒸气
c
干饱和蒸气
d
过热蒸气
e
汽化潜热 J/kg
过热度
过冷度
预热阶段
汽化阶段
过热阶段
凝结潜热
同工质同温度下