[工學]熱工與流體力學基礎第5章(已修改)
2025-10-26 00:09 本頁面
【正文】 2021/11/10 第五章 水蒸氣和蒸汽動力循環(huán) 2021/11/10 學習導引 本章介紹了水蒸氣的定壓發(fā)生過程 ， 水蒸氣 圖表及其應用 ， 蒸汽動力循環(huán)的系統(tǒng)組成 、 工作 原理及循環(huán)在 Ts圖上的表示方法 。 2021/11/10 學習要求 1. 掌握有關蒸汽的各種術語及其意義。如：汽化、凝結、飽和狀 態(tài)、未飽和液體、飽和液體、濕蒸汽、干飽和蒸汽、過熱蒸汽、干度 等概念及不同蒸汽狀態(tài)的特征和關系。 2. 了解蒸汽定壓發(fā)生過程及其在 pv圖與 Ts圖上的一點、二線、 三區(qū)和五態(tài)。 3. 了解水蒸氣圖表的結構，能夠熟練利用水蒸氣圖表查出水蒸氣 狀態(tài)參數(shù)。 4. 掌握水蒸氣基本熱力過程的特點和熱量、功量、熱力學能的計 算。 5. 掌握朗肯循環(huán)的基本裝置、熱力過程及熱效率，了解蒸汽參數(shù) 對朗肯循環(huán)熱效率的影響。 6. 了解再熱循環(huán)和回熱循環(huán)的基本裝置、熱力過程及熱效率，了 解熱電合供循環(huán)的基本思想和經濟性指標。 2021/11/10 本章難點 1. 本章的基本概念較多，也比較抽象，較難理解。學習中應反復深入地思考，正確理解這些概念的物理意義，找出其間有機的聯(lián)系，并在應用中加深理解。 2. 熟練利用水蒸氣圖表進行相關工程計算在初始階段會有一定難度，應結合例題與習題加強練習。 3. 朗肯循環(huán)的熱效率計算有一定難度，分析蒸汽參數(shù)對朗肯循環(huán)熱效率的影響，以及提高其熱效率的方法理解起來也有一定難度。 2021/11/10 氣態(tài)工質 氣體 蒸汽 遠離液態(tài) ， 一般可作為理想氣體處理 ， 如空氣 、 燃氣 。 剛脫離或接近液態(tài) ， 一般不能作為理想氣體處理 ， 如水蒸氣 、 制冷劑蒸氣等 。 水蒸氣 具有良好的熱力性質 ， 來源豐富 ， 易于獲得 ， 比熱容大 ， 傳熱性能好 ， 且無毒無味 、 無污染 ， 在熱力工程中的使用極為廣泛 。 第一節(jié) 水蒸氣的定壓發(fā)生過程 如水蒸氣在熱電廠和空調工程中的 應用 2021/11/10 蒸發(fā) 沸騰 在任何溫度條件下發(fā)生在液體表面的汽化過程 。 溫度越高 ， 蒸發(fā)表面積越大 ， 蒸發(fā)越強烈 。 在一定溫度 （ 沸點 ） 下 ， 液體內部和表面同時發(fā)生的劇烈汽化過程 。 沸騰可通過 加熱 或 減壓 的方法實現(xiàn) 。 相同壓力下 ， 不同的液體沸點不同 。 一、基本概念 如濕衣服的晾干 蒸汽是由液體汽化而產生的。 1. 汽化 液體開始沸騰的溫度 如在 ，水的沸點為℃ ，氨的沸點為 32℃ 汽化過程是吸熱過程。 物質由液態(tài)轉變?yōu)闅鈶B(tài)的過程稱為汽化。 2021/11/10 2. 凝結 —— 物質由氣態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)的過程稱為凝結。 基本概念 液態(tài)物質 (放熱 )凝結 (吸熱 )汽化 氣態(tài)物質 汽相空間蒸汽分子越多，蒸汽壓力越大，凝結速度越快。 如水蒸汽冷凝為水 同壓力下蒸汽的凝結溫度與液體的沸點相等 2021/11/10 飽和壓力 ps 飽和溫度 ts ss()p f t?如水蒸氣： ps＝ MPa， ts=100 186。C 3. 飽和狀態(tài) —— 液面上蒸氣空間中的 蒸氣 和 液體 兩相達到 動態(tài)平衡 的狀態(tài)就稱為 飽和狀態(tài) 。 基本概念 飽和蒸汽 —— 飽和液體 —— 在飽和狀態(tài)下 ,有 : ?飽和溫度和飽和壓力一一對應。 2021/11/10 4. 干度 飽和液體和飽和蒸汽的混合物稱為 濕飽和蒸汽 ，簡稱為 濕蒸汽 。相應地，不含有飽和液體的飽和蒸汽稱為 干飽和蒸汽 ，簡稱 干蒸汽 。為了確定濕蒸汽中所含飽和液體和飽和蒸汽的量，或確定濕蒸汽的狀態(tài)，必須引入濕蒸汽特有的重要參數(shù)，即 干度 x。 基本概念 —— 單位質量 濕蒸汽 中所含飽和蒸汽的質量稱 為濕蒸汽的 干度 。 2021/11/10 基本概念 wvvmmmx??干度 x的取值范圍為 0～ 1。 x?0 ， 飽和液體 0﹤ x﹤ 1 ， 濕 (飽和 )蒸汽 x?1 ， 干飽和蒸汽 ? 引入干度 x可確定濕蒸汽中所含飽和液體和飽和蒸汽的 量，或確定濕蒸汽的狀態(tài)。 mv濕蒸氣中干飽和蒸氣的質量 mw濕蒸氣中飽和液體的質量 2021/11/10 二、水蒸氣定壓發(fā)生過程的 三個階段 和 五種狀態(tài) p tts v p tts v0 p ts v39。 p ts vx p ts v39。39。 ( , , )v h s? ? ? ( , , )v h s?? ?? ?? 未飽和水 a 飽和水 b 濕 (飽和 )蒸氣 c 干飽和蒸氣 d 過熱蒸氣 e 汽化潛熱 J/kg r h h?? ???過熱度 stt?過冷度 stt?預熱階段 汽化階段 過熱階段 凝結潛熱 同工質同溫度下 2021/11/10 三、水蒸氣 定壓發(fā)生過程在 pv圖和 Ts圖上的表示 水的臨界狀態(tài) pc? tc?℃ vc?臨界點 C 飽和水
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