07第七章 水蒸汽.ppt

第七章水蒸汽
7-0 概论
①复习理想气体——
理想气体状态方程
②实际气体——水蒸汽
或写成
其中,a、b称为范德瓦尔斯常数
气体分子元体积
分子间不计相互作用力
分子间相互作用力明显
气体分子本身有体积(特别是P大时)
——实际气体的范德瓦尔斯方程
修正作用力
修正容积
实际气体方程(Ⅱ)——维里方程

B、C、D…为待定系数,一般也由实验测定
实际气体方程(Ⅲ)——卡洛维奇方程
卡洛维奇方程式:
其中a、b、m由实验待定。
实际气体方程(Ⅳ)——严家禄方程,写成
而
——临界压缩因子
7-1 水蒸汽的产生过程—若干概念
a. 气化:水由液相转变为汽相的过程
b. 凝结:由汽相变为液相的过程,气化的逆过程
c. 沸腾:液相内部汽化过程,一般只有达到沸点时才发生
d. 临界温度(tc):当水的温度超过一定的温度时,液相不可能存在,而只能存在气相,此时的温度称为临界温度
e. 临界压力(pc):与临界温度tc相对应的饱和压力称为临界压力pc ,水的临界点参数为:
f. 饱和状态:进入界面和离开界面的水蒸汽
分子数相等时,水蒸汽的压力自动稳定在
一定的数值上,水蒸汽与水组成的系统处于平衡状态,这时,气化与凝结处于动态平衡,该状态称为饱和状态。对于水,存在饱和水状态和饱和水蒸汽状态。处于饱和状态的压力称为饱和压力ps,处于饱和状态的温度称为饱和温度ts
一般地, 写成
其中,ts既可以是饱和蒸汽温度,亦可以是饱和液体温度
g. 三相点:当水的压力低于某一数值时,液相不可能存在,而仅可能是气相或固相
pA——三相点压力,tA——三相点温度
水的三相点压力和温度分别是:
7-2 水的定压加热汽化(水蒸汽的产生)过程—三个阶段、五种状态
①液体加热阶段:处于液态,吸收的热量称为液体热,用ql表示,
②阶段Ⅱ—汽化阶段:发生相变,由液态水→汽态水,特点是定温定压,一定的压力对应于一定的饱和温度,吸收的热量为汽化前热
③阶段Ⅲ—过热阶段:处于气态,吸收的热用于加热蒸汽,蒸汽的温度高于该压力下的饱和温度。
过热阶段习惯上用过热度来表示蒸汽。
过热度
五种状态:
状态1—未饱和水状态,特点是温度低于该
压力下所对应的饱和水的温度
状态2—饱和水状态:这时水的温度为该压
力下的饱和温度
状态3—湿蒸汽状态:汽化过程,处于汽液
两相共存状态,引入干度和湿度概
念
其中,mg—湿蒸汽中饱和蒸汽质量
ml—湿蒸汽中饱和水质量
显然 X+ Y=1
状态4—干饱和蒸汽:这时
全部水均汽化为水蒸汽
状态5—过热蒸汽:这时蒸汽的温度高于它
的压力所对应的饱和温度,用
过热度表示两者之关系
——三相点
——临界点
——饱和点
水→水蒸汽的三个阶段
五种状态,在T-S
图上表示为:
水蒸汽的P-V图和T-S图:
T-S图上,X=1 为饱和蒸汽线,上界线
a→b液体加热
b→c →d汽化
d→e过热