当前课程知识点:工程热力学(下) > 第6章 水蒸气的性质与过程 > 6-4 水及水蒸气状态参数的确定及其热力性质图表 > Video 6-4_1
我们刚刚讲了
水蒸气定压发生过程中水的五种状态
过冷水 饱和水 湿蒸汽
干饱和蒸汽和过热蒸汽
对于每一个状态它的具体的参数
是如何来确定的
就是我们这一小节要介绍的内容
首先我们来看
状态参数是如何来确定的
我们先来介绍一下
吉布斯提出来的吉布斯相律
它的主要内容是这样的
在没有化学反应的时候
热力学系统独立参数的数目
所谓的独立参数
实际上是我们的温度和压力
它都是独立参数
这个独立参数的数目等于什么
它等于组元数减去相数加上2
而对于目前我们所关注的水
它的组元数是几 就是1
它是单元 就是水
所以它的组元数K是等于1的
接下来我们来看各种情况
当相数等于1
也就是说是单相的时候
那就f=1 这个时候独立强度参数
由这个计算公式
它就等于2
实际上就是我们的压力和温度
当等于两相的时候
也就是f=2的时候
我们算下来它的独立强度参数
是等于1的
意味着什么
压力和温度它俩是相关联的
实际上就是我们前面讲的
饱和压力和饱和温度是一一对应的
然后对于三相 气液固共存的三相
这个时候f=3
然后我们算下来的独立强度参数
等于零
也就是说在这种情况下
它的强度参数是有确定值的
也就是我们水的三相点的
那个压力 温度是一个确定的一个值的
而当四相的时候 f=4
这时候你的独立强度参数
算下来是小于零的
也就是说对于四相的时候
这个吉布斯相律它是不成立的
不适用的
实际上就是我们的玻璃体胶体
用吉布斯相律
是没有办法来解释的
来处理的
下面我们来看一下水和水蒸气
它的状态参数
具体的一个确定的原则
首先来看一下未饱和水和过热蒸汽
它们都是单相的
这个时候要确定任意两个独立参数
比如说压力和温度
当然也可以是其他参数
比如说压力和焓 也可以
对于饱和水和干饱和蒸汽
只要有一个独立强度参数就可以
比如说饱和压力或者是饱和温度
只要知道其中一个就可以了
因为这两者是一一对应的
对于湿饱和蒸汽
压力和温度
也是一一对应的强度参数
它是只要知道其中一个
另一个就知道了
但是广延参数
比如说焓 内能 熵 这是广延参数
它除了与这个饱和压力和饱和温度
相关以外
还跟你这个湿蒸汽中
气液两相的比例是相关的
我们来表征气液两相比例的
这个参数叫什么 叫干度
我们用干度来表征气液两相的比例
它的定义式就是干饱和蒸汽的质量
除以湿饱和蒸汽的质量
这湿饱和蒸汽中既含有干饱和蒸汽
也含有饱和水
也就说是两相质量加起来
这就是我们对干度的定义
我们用小写的x来表示
做了这样一个定义以后
我们对干度做一个说明
如果说x=0意味着什么
意味着你这个湿蒸汽中
干饱和蒸汽的质量是等于零的
等于零意味着什么 它全是饱和水
所以说当干度等于零的时候
意味着它是饱和水
如果说x=1
意味着什么
意味着分子和分母是一样的 对吗
也就是说它里面全是干饱和蒸汽
x=0 x=1 正好是这两个极端
0的时候是干饱和水
1的时候是干饱和蒸汽
如果说你这干度是介于0和1之间
就是湿蒸汽或者说湿饱和蒸汽
饱和水 干饱和蒸汽 湿蒸汽实际上
是我们水蒸气定压发生过程中的三态
我们说还有五态 另外的两态是什么
过冷水和过热蒸汽
这个干度
对于过冷水和过热蒸汽有意义吗
没有意义的 这点大家一定要记住
在过冷水和过热蒸汽区
干度是没有意义的
接下来我们来看一下湿饱和蒸汽区
状态参数是怎样具体的
利用这干度进行确定的
既然干度我们做了刚才的那一个定义
如果说你有1 kg的湿蒸汽
它的干度为x 意味着什么
意味着里面有x kg的干饱和蒸汽
然后(1-x) kg的饱和水
这样以来 它的焓
比容 熵 就应该是
各自的饱和水和饱和蒸汽的焓
按照比例加起来的
比如说它的焓
就应该等于x乘以
干饱和蒸汽的焓h”
加上(1-x)*h’
这h’是饱和水的焓
类似的比容 类似的熵
一样的计算方式
对于任何一个广延参数
它都可以利用干度以及干饱和蒸汽
和饱和水的相应的量来进行计算
也就是y=xy”+(1-x)y’
反过来 如果知道这种物质
它的某一个广延参数
然后还知道它的这个干饱和蒸汽
和饱和水的相应的这个量
那我们就可以算出来干度了
就是x=(y-y’)/(y”-y’)
所以对于湿饱和蒸汽
它的状态参数的确定方法
那就是利用饱和压力或者是饱和温度
来确定它的饱和水的焓 比容或者熵
以及干饱和蒸汽的焓 比容和熵
然后加上干度
就可以确定这个湿蒸汽的
焓 比容和熵了
-6-0 导引
-6-0 作业
-6-1 纯物质的热力学面及相图
-6-1 作业
-6-2 汽化与饱和
-6-2 作业
-6-3 水蒸气的定压发生过程
-6-3 作业
-6-4 水及水蒸气状态参数的确定及其热力性质图表
-6-4 作业
-6-5 水蒸气的热力过程
-6-5 作业
-第6章 章节小测验
-7-1 概述
-7-2 朗肯循环
-7-2 作业
-7-3 实际蒸汽动力循环分析
-7-3 作业
-7-4 蒸汽再热循环
-7-4 作业
-7-5 蒸汽回热循环
-7-5 作业
-7-6 热电联产循环
-7-6 作业
-7-7 燃气-蒸汽联合循环
-7-7 作业
-7-8* 高效及绿色发电技术
-第7章 章节小测验
-8-0 导引
-8-0 作业
-8-1 空气压缩制冷循环
-8-1 作业
-8-2 蒸气压缩制冷循环
-8-2 作业
-8-3 热泵
-8-3 作业
-8-4* 热泵与节能环保
-8-5 吸收式制冷循环
-8-5 作业
-8-6 其他形式制冷循环
-8-6 作业
-8-7* 制冷剂与环保
-第8章 章节小测验
-9-0 导引
-9-0 作业
-9-1 混合气体的成分
-9-1 作业
-9-2 分压定律与分容积定律
-9-2 作业
-9-3 混合气体参数的计算
-9-3 作业
-9-4 理想气体的混合熵增
-9-4 作业
-9-5 湿空气及其状态参数
-9-5 作业
-9-6 湿空气的焓及熵
-9-6 作业
-9-7 比湿度的确定及湿球温度
-9-7 作业
-9-8 湿空气的焓湿图与热湿比
-9-8 作业
-9-9 湿空气的基本热力过程
-9-9 作业
-9-10* 环保节水型冷却塔简介
-第9章 章节小测验
-10-0 导引
-10-0 作业
-10-1 研究热力学微分关系式的目的
-10-1 作业
-10-2 特征函数
-10-2 作业
-10-3 数学基础
-10-3 作业
-10-4 热系数
-10-4 作业
-10-5 熵、内能和焓的微分关系式
-10-5 作业
-10-6 比热容的微分关系式
-10-6 作业
-10-7 克拉贝龙方程和焦汤系数
-10-7 作业
-10-8 实际气体对理想气体性质的偏离
-10-8 作业
-10-9 维里方程
-10-9 作业
-10-10 经验性状态方程
-10-10 作业
-10-11 普遍化状态方程与对比态原理
-10-11 作业
-第10章 章节小测验
-11-1 概述
-11-1 作业
-11-2 热力学第一定律在反应系统中的应用
-11-2 作业
-11-3 化学反应过程的热力学第一定律分析
-11-3 作业
-11-4 化学反应过程的热力学第二定律分析
-11-4 作业
-11-5 理想气体的化学平衡
-11-5 作业
-11-6 热力学第三定律及绝对熵
-11-6 作业
-第11章 章节小测验
-期末考试