[工學(xué)]熱工與流體力學(xué)基礎(chǔ)第5章(已修改)
2024-10-31 00:09 本頁(yè)面
【正文】 2021/11/10 第五章 水蒸氣和蒸汽動(dòng)力循環(huán) 2021/11/10 學(xué)習(xí)導(dǎo)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(yīng)用 ， 蒸汽動(dòng)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(xué)習(xí)要求 1. 掌握有關(guān)蒸汽的各種術(shù)語(yǔ)及其意義。如：汽化、凝結(jié)、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(guān)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(diǎn)、二線、 三區(qū)和五態(tài)。 3. 了解水蒸氣圖表的結(jié)構(gòu)，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(diǎn)和熱量、功量、熱力學(xué)能的計(jì) 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(duì)朗肯循環(huán)熱效率的影響。 6. 了解再熱循環(huán)和回?zé)嵫h(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(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。 2021/11/10 本章難點(diǎn) 1. 本章的基本概念較多，也比較抽象，較難理解。學(xué)習(xí)中應(yīng)反復(fù)深入地思考，正確理解這些概念的物理意義，找出其間有機(jī)的聯(lián)系，并在應(yīng)用中加深理解。 2. 熟練利用水蒸氣圖表進(jìn)行相關(guān)工程計(jì)算在初始階段會(huì)有一定難度，應(yīng)結(jié)合例題與習(xí)題加強(qiáng)練習(xí)。 3. 朗肯循環(huán)的熱效率計(jì)算有一定難度，分析蒸汽參數(shù)對(duì)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(lái)也有一定難度。 2021/11/10 氣態(tài)工質(zhì) 氣體 蒸汽 遠(yuǎn)離液態(tài) ， 一般可作為理想氣體處理 ， 如空氣 、 燃?xì)?。 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(zhì) ， 來(lái)源豐富 ， 易于獲得 ， 比熱容大 ， 傳熱性能好 ， 且無(wú)毒無(wú)味 、 無(wú)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(diào)工程中的 應(yīng)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(qiáng)烈 。 在一定溫度 （ 沸點(diǎn) ） 下 ， 液體內(nèi)部和表面同時(shí)發(fā)生的劇烈汽化過程 。 沸騰可通過 加熱 或 減壓 的方法實(shí)現(xiàn) 。 相同壓力下 ， 不同的液體沸點(diǎn)不同 。 一、基本概念 如濕衣服的晾干 蒸汽是由液體汽化而產(chǎn)生的。 1. 汽化 液體開始沸騰的溫度 如在 ，水的沸點(diǎn)為℃ ，氨的沸點(diǎn)為 32℃ 汽化過程是吸熱過程。 物質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程稱為汽化。 2021/11/10 2. 凝結(jié) —— 物質(zhì)由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的過程稱為凝結(jié)。 基本概念 液態(tài)物質(zhì) (放熱 )凝結(jié) (吸熱 )汽化 氣態(tài)物質(zhì) 汽相空間蒸汽分子越多，蒸汽壓力越大，凝結(jié)速度越快。 如水蒸汽冷凝為水 同壓力下蒸汽的凝結(jié)溫度與液體的沸點(diǎn)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(dá)到 動(dòng)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(duì)應(yīng)。 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(jiǎn)稱為 濕蒸汽 。相應(yīng)地，不含有飽和液體的飽和蒸汽稱為 干飽和蒸汽 ，簡(jiǎn)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(zhì)量 濕蒸汽 中所含飽和蒸汽的質(zhì)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(zhì)量 mw濕蒸氣中飽和液體的質(zhì)量 2021/11/10 二、水蒸氣定壓發(fā)生過程的 三個(gè)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(yù)熱階段 汽化階段 過熱階段 凝結(jié)潛熱 同工質(zhì)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(diǎn) C 飽和水
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