第5章水蒸氣和濕空氣

第五章

水蒸氣和濕空氣哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院本章主要內(nèi)容水蒸氣的產(chǎn)生過程濕空氣的基本知識(shí)文本水蒸氣的基本概念蒸發(fā)---表面汽化沸騰---表面和內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行的汽化水蒸氣---被廣泛采用的工質(zhì)經(jīng)濟(jì)安全性能好代表性汽化水蒸氣的基本概念飽和狀態(tài)---氣液兩相處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)液體分子脫離其表面的汽化速度蒸汽分子回到液體中的凝結(jié)速度＝這時(shí)液體與蒸汽處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，稱為飽和狀態(tài)對(duì)應(yīng)的壓力為飽和壓力ps對(duì)應(yīng)的溫度為飽和溫度ts過冷水5.1水蒸氣的定壓產(chǎn)生過程5.1水蒸氣的定壓產(chǎn)生過程飽和水5.1水蒸氣的定壓產(chǎn)生過程濕飽和蒸汽5.1水蒸氣的定壓產(chǎn)生過程濕飽和蒸汽5.1水蒸氣的定壓產(chǎn)生過程濕飽和蒸汽5.1水蒸氣的定壓產(chǎn)生過程干飽和蒸汽5.1水蒸氣的定壓產(chǎn)生過程過熱蒸汽5.1水蒸氣的定壓產(chǎn)生過程過熱蒸汽5.1水蒸氣的定壓產(chǎn)生過程過熱蒸汽5.1水蒸氣的定壓產(chǎn)生過程未飽和水狀態(tài)飽和水狀態(tài)濕飽和蒸汽狀態(tài)干飽和蒸汽狀態(tài)過熱蒸汽狀態(tài)過熱階段水蒸氣的定壓生成過程飽和水的汽化階段水的預(yù)熱階段5.1水蒸氣的定壓產(chǎn)生過程預(yù)熱階段參數(shù)飽和水未飽和水（過冷水）狀態(tài)及狀態(tài)參數(shù)：這個(gè)階段所需的熱量稱為液體熱ql=h'-h0汽化階段參數(shù)干飽和蒸汽飽和水濕(飽和)蒸汽這個(gè)階段所需的熱量稱為汽化潛熱

r=h"-h'

或r=Ts(s"-s')干度x：

濕蒸汽中干飽和蒸汽所占的質(zhì)量百分比。干度的概念飽和水干飽和蒸汽濕蒸汽干飽和蒸汽的質(zhì)量飽和水的質(zhì)量過熱階段參數(shù)過熱蒸汽干飽和蒸汽這個(gè)階段所需的熱量稱為過熱熱qsu=h-h"

，△t=t-ts稱為過熱度。水蒸氣定壓生成過程中熱量的計(jì)算1.水的定壓預(yù)熱階段10Ts液體熱2.飽和水的定壓汽化過程汽化潛熱3.水蒸氣的定壓過熱過程1過熱熱1kg水從10狀態(tài)被加熱到1狀態(tài)所吸收的熱量111C20101020pvTsⅠⅢⅢⅠⅡⅡ

水的臨界參數(shù)

水蒸氣的p-v圖和T-s圖CTcrpcr=22.064MPa，tcr=373.99℃，vcr=373.99m3/kg，hcr=2085.9kJ/kg，scr=4.4092kJ/(kg﹒K)12pcrTcr水的定壓加熱過程在p-v圖和T-s圖上的表示：

飽和水線飽和蒸汽線臨界點(diǎn)水蒸氣的p-v和T-s圖一點(diǎn):臨界點(diǎn);

兩線:飽和水線、飽和蒸汽線;三區(qū):未飽和水區(qū)、濕飽和蒸汽區(qū)、過熱蒸汽區(qū);五態(tài):未飽和水、飽和水、濕飽和蒸汽、干飽和蒸汽、過熱蒸汽.pvTs濕空氣＝干空氣＋水蒸氣

濕空氣：含有水蒸氣的空氣5.4濕空氣的性質(zhì)

濕空氣與一般理想混合氣體的最大區(qū)別是水蒸氣的成分可能變化。分壓低理想混合氣體完全不含水蒸氣的空氣為干空氣對(duì)濕空氣的幾點(diǎn)假設(shè)氣相混合物作為理想氣體混合物干空氣不影響水蒸氣與凝聚相之間的相平衡水蒸氣凝結(jié)成液相或固相時(shí)，不含干空氣濕空氣分類

根據(jù)濕空氣中水蒸氣是否達(dá)到飽和狀態(tài)分未飽和濕空氣飽和濕空氣水蒸氣過熱蒸汽飽和蒸汽

濕空氣＝干空氣＋水蒸氣

注意區(qū)分飽和濕空氣與濕飽和蒸汽1、未飽和濕空氣C(T,ps)Cpspvpspv

(T,pv)2、飽和濕空氣干空氣＋飽和水蒸氣（A點(diǎn)）（C點(diǎn)）干空氣＋過熱水蒸氣濕空氣分類

結(jié)露和露點(diǎn)Tspvps1、

T

加水蒸氣pvaC3、

pv

不變，TaCaBBG2、

pv

，TaG4、

vaDD結(jié)露B點(diǎn)溫度Td稱

露點(diǎn)溫度從未飽和濕空氣到飽和濕空氣的途徑T

Td=Ts(pv)結(jié)露與露點(diǎn).濕潤(rùn)的夏天水管上常出現(xiàn)水珠?

冷水管t=20oCTsBpv=0.04bar大氣溫度t=30oCtd=28.98oCpv為了表征濕空氣中所含水蒸氣的量

濕空氣的狀態(tài)參數(shù)1、絕對(duì)濕度

3、含濕量（比濕度）d2、相對(duì)濕度

1m3濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量

1kg干空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量

濕空氣為1+d

kg越濕潤(rùn)，吸水能力低

相對(duì)濕度＝1

飽和濕空氣

在相同的溫度下：相對(duì)濕度＝0

干空氣

0<<1

未飽和濕空氣

表明濕空氣與同溫下飽和濕空氣的偏離程度

反映所含水蒸氣的飽和程度

含濕量(比濕度）濕空氣中干空氣的量總是不變，以此為計(jì)算基準(zhǔn)

含濕量kg水蒸氣/kg干空氣濕空氣的焓以單位質(zhì)量干空氣為基準(zhǔn)是指含1kg干空氣的濕空氣的焓。kJ/kg干空氣*濕空氣的比焓和比體積它等于1kg干空氣的焓+dkg水蒸氣的焓的總和。第六章小結(jié)1.掌握有關(guān)水蒸氣及濕空氣的基本概念2.掌握水蒸氣產(chǎn)生過程的p-v及T-s圖

3.了解水蒸氣圖表的使用

4.了解濕空氣的基本熱力過程

本章結(jié)束哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院

不可能將熱從低溫物體傳至高溫物體而不引起其它變化。不可能從單一熱源取熱，并使之完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其它影響?？藙谛匏贡硎觯?/p>

開爾文表述：

上次課復(fù)習(xí)定理一：在相同的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩撮g工作的一切可逆熱機(jī)具有相同的熱效率，與工質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。

定理二：在相同高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩撮g工作的任何不可逆熱機(jī)的熱效率都小于可逆