5-1 水蒸汽饱和状态
一、汽化：物质从液态转变成汽态的过程，称为汽化。
在火电厂中，给水进入锅炉后变成饱和或过热蒸汽的 过程就是汽化过程。(动画)
➢汽化方式有两种：1）蒸发； 图 2）沸腾。
➢使水汽化的方法：1）加热升温；2）降压扩容。
如：给水泵入口汽蚀问题？
排污扩容器的扩容蒸汽产生？
1、蒸发——在液体表面进行的汽化现象。
二、凝结（液化）
➢ 概念：物质从汽态转变成液态的过程，称为液化.
➢ 特点：在一定压力下，蒸汽的温度（低）等于沸
点时，才可能出现凝结。
➢凝结方式：1）膜状凝结，2）珠状凝结 图 ➢ 使凝结的方法：1）定压降温冷却；2）升压
• 如电厂中：凝汽中的排汽凝结成水；滑压运行除 氧器在机组负荷骤增时，为何出现返氧现象？ 液化和汽化是物质相态变化的两种相反过程 ，实际上，在密闭容器内进行的汽化过程，总是 伴随液化过程同时进行。
称为三相点压力，对应的饱和温度
ttp称为三相点温度。
2) 三相点温度和压力是最低的饱和
温度和饱和压力。
3) 各种物质在三相点的温度与压力 分别为定值，但比体积则随固、液、 汽三相的混合比例不同而异。
5-2 水蒸汽的定压产生过程
一、水蒸汽的定压产生过程
p
p
p
p
p
v0
v'
vx
v''
v
未饱和水 饱和水
t<ts
三、饱和状态
1、饱和状态：汽、液两相达到动态平衡的状态。
液体分子脱离其表 面的汽化速度
＝
汽体分子回到液体 中的凝结速度
ps 饱和蒸汽
这时液体与蒸汽处于动态平衡 t s 状态，称为饱和状态
饱和水
2、饱和状态的特点： 1）汽水共存，
饱和水 饱和蒸汽
2）汽水同温，
3）饱和压力p s和饱和温度t s成一一对应关系。
p 定值
t0
t0 ts
v0
v0 v
s0
s0 s
h0

h0 h
饱和水
p 定值
ts
v
注意比较v0和
s
v′的大小！
h
这个阶段所需的热量称为液体热 ql ql h' h0
2、汽化阶段
饱和水 p 定值 ts v s h
湿（饱和）蒸汽
p 定值 t ts v v x v s s x s h h x h
2．掌握水和水蒸汽的热力性质表及h-s图的结构组 成，能熟练应用水蒸汽图表查取水和水蒸汽的状 态参数；
3．掌握水蒸汽典型热力过程的特点，能利用水蒸汽 图表熟练分析计算定压、绝热过程的功量和热量 ；
4．了解水蒸汽参数对电厂热力设备的影响。 5．了解湿空气的绝对湿度、相对湿度、饱和湿空气
、未饱和湿空气及露点温度等概念，了解相对湿 度的物理意义及测量方法。
v = v’ v ’< vx <v’’ v = v’’ v > v’’ v ↑
h = h’ s = s’
h ’< hx <h’’ s ’< s x<s’’
h = h’’ s = s’’
h > h’’ s > s’’
h↑ s↑
水预热
汽化
过热
5-2 水蒸汽的定压产生过程
➢ 五个状态:
a) 未饱和水a b) 饱和水b c) 湿饱和水蒸汽m d) 干饱和水蒸汽d e) 过热水蒸汽e。
干（饱和）蒸汽
p 定值
t ts v s h
注意比较 v′和v″ 的大小！
这个阶段所需的热量称为汽化潜热:r=h"-h'
为什么水的汽化阶段压力不变，温度也保持不变呢？
湿蒸汽的干度和湿度
3、饱和压力与饱和温度
➢ 饱和压力：在饱和状态下的水和水蒸汽的压力PS
➢ 饱和温度：在饱和状态下的水和水蒸汽的温度tS
ts上升， ps上升；
ps
ps上升， ts上升。
结论：
ps f (ts)
ts
一定的饱和温度对应于一定的饱和压力，
反之也成立，即两者间存在单值关系。
3、饱和压力与饱和温度
饱和压力
水蒸汽
实际气体-----水蒸汽
在空气中含量极小，当作理想气体.
一般情况下，为实际气体，使用图表.
• 18世纪，蒸汽机的发明，是唯一工质; • 直到内燃机发明，才有燃气工质; • 目前仍是火力发电、核电、供暖、化工的工质 • 优点: 便宜，易得，无毒，热力性能稳定,
膨胀性能好，传热性能好，流动性好。 • 是其它实际气体的代表。
一一对应
饱和温度
青藏ps=0.6bar 高压锅ps=1.6bar
ts=85.95 ℃ ts=113.32 ℃
4、三相点
• 定义：固、液、汽三相共存的状态。
• 水的三相点温度和压力值： Ttp 273.16K
➢ 分析：
图
ptp 611.659Pa
1) 当压力低于ptp时，液相不可能存
在，而只可能是汽相或固相。 ptp
特点：它能在任何温度下进行；液体的蒸发速度取决于液 体的性质、液体的温度、蒸发表面积和液面上气流的流速。 如电厂冷却塔中冷却水的蒸发。
2、沸腾
➢沸腾——在液体内部进行的汽化现象。工
业上大都用此方法获得蒸汽。
➢特点：有汽泡产生；在一定的压力下，液
体沸腾时的温度（沸点）是一定的。
• 如：在1标准大气压下，水的沸点是l00℃ ，酒精的沸点为78℃；而在1MPa时 水的 沸点为179.88℃,在20MPa时 水的沸点为 365.71℃。600MW机组给水泵出口的压 力约19MPa。
t=ts
预热阶段
湿饱和蒸汽 干饱和蒸汽 过热蒸汽
t=ts
t=ts
t>ts
汽化阶段
过热阶段
水蒸汽的定压产生过程
5-2 水蒸汽的定压产生过程
水蒸汽的定压产生过程参数变化特点
未饱和水 饱和水 湿蒸汽 干蒸汽 过热蒸汽
t < ts t = ts t = ts
t = ts t > ts
v 0< v’ h0 < h’ s0 < s’
第一篇 工程热力学
新课引入
什么叫工质？工程中有哪些工质? 火电厂中的工质是什么？ 水蒸汽 火电厂中水蒸汽是如何产生的呢？
本章主要内容
水蒸汽饱和状态 水蒸汽的定压产生过程 水蒸气热力性质图表 水蒸汽的基本热力过程
本章基本要求
1．理解水蒸汽饱和状态的概念及参数特征，掌握水 蒸汽定压产生过程在p-v图和T-s图上所表现的相 变规律；
➢ 三个阶段 ：
a) 预热阶段a-b：t0未饱和水→ts饱和水。t↑，v↑。 b) 汽化阶段b-d：ts饱和水→ ts干饱和水蒸汽。v↑， t和p均不
变。其间为汽液混合的湿饱和蒸汽。
c) 过热阶段d-e：ts干饱和水蒸汽→ t过热水蒸汽。t↑，v↑。
1、预热阶段
过冷度
Δt=t-ts
未饱和水（过冷水）