在水的内部,向任何方向都有压力,在同一高度,对各个方向的压力都相等,距水平面高度增加,压力也增加。 5、水的平衡性
水在连通器(几个容器底部互相连通的容器)内,当水面上的压力相等时,各处的水面始终保持在同一平面上。锅炉上的水位表就是根据这个原理设置的,即水位表内的水面与锅筒中的水面是一致的。通过观察水位表,就能知道锅炉内水位的高低。 6、水的比热容特性
水的比热容为4.187kJ/(kg*℃),即每千克的水温度每升高1℃时,所吸收的热量。水的比热容较其它液体大,在相同情况下所吸收的热量比其它液体多。加上水来源方便,所以通常利用水作为冷却或吸热的介质。
二、水蒸汽的性质 1、饱和状态
在水的汽化和水蒸气的凝结过程中,单位时间内逸出液面与回到液面的分子数目相等而汽液两相平衡共存时的这种状态称为饱和状态。饱和状态下的蒸汽及水的压力和温度称为饱和压力和饱和温度,对于一定的饱和压力有着唯一对应的饱和温度。
处于饱和状态下的水和蒸汽,分别称为饱和水和饱和蒸汽。饱和水与饱和蒸汽的混合物称为汽水混合物,若汽水混合物中以蒸汽为主,而水占的比例较小时,则称为湿饱和蒸汽。不含水的纯饱和蒸汽称为干饱和蒸汽。
在汽水混合物中,蒸汽所占的质量份额叫做“干度”,用符号X表示。干饱和蒸汽的干度为1,饱和水的干度为0,湿饱和蒸汽的干度在0与1之间。 当蒸汽的温度高于与其压力所对应的饱和温度时,称为过热蒸汽,过热蒸汽的温度与饱和温度之差称为蒸汽的“过热度”。 当水的温度低于与其压力所对应的饱和温度时,这种水称为欠热水。饱和温度与欠热水的温度之差称为水的“欠热度”。
2、汽化过程 定压过程
水在锅炉中被加热而汽化的过程可以近似地视为在定压下进行的,因为水、 汽通过锅炉所发生的压力降低与其绝对压力相比是很小的。 定压下水的加热和汽化分为三个阶段:
①水的预热:将欠热水进行加热,使之达到饱和温度成为饱和水。1kg欠热水变为饱和水所需吸收的热量称为其“欠热”。
②水的汽化:继续加热饱和水,就开始产生蒸汽,成为汽水混合物(湿饱和 蒸汽),汽化是在饱和压力和饱和温度下进行的,定压、同时也是定温过程。随着汽化的进行,汽水混合物的干度逐渐增大,最终变为干饱和蒸汽而结束汽化阶段。1kg饱和水变成干饱和蒸汽所需吸收的热量称为水的“汽化潜热”,用符号Y表示,单位为 kJ/kg。
③蒸汽的过热:继续加热干饱和蒸汽,可使其温度升高,成为过热蒸汽。1kg 干饱和蒸汽加热到某个过热温度所需吸收的热量称为过热热量。
3、临界参数
水的临界参数:水的饱和压力与饱和温度是单值函数关系,压力增高,与之相对应的饱和温度也升高。不同饱和压力下的汽化潜热也是不同的,随着压力的增高,汽化潜热逐渐减少。当压力达到 22.12MPa,即临界压力时,汽化潜热为零,水的汽化阶段缩为一点,此时的温度 374.15℃,则称为临界温度。在临界压力以上,水和汽的热力差别消失。
4、水蒸汽性质表(在工作中会经常用到,要会查,现有电子版表,较方便)。
注意:湿和干饱和蒸汽的区别,蒸汽里面含有水,称为湿,不含水称为干,既用气的含量x表示时,则饱和水x=0;湿饱和蒸汽x=0~1之间,干饱和蒸汽x=1. 欠热水: 饱和水: 湿饱和蒸汽: 干饱和蒸汽: 过热蒸汽:
蒸汽是比较特殊的介质,一般情况下所说的蒸汽是指过热蒸汽。过热蒸汽是常见的动力能源, 常用来带动汽轮机旋转,进而带动发电机或离心式压缩机工作。过热蒸汽是由饱和蒸汽加热升温获得。其中绝不含液滴或液雾,属于实际气体。过热蒸汽的温度与压力参数是两个独立参数,其密度应由这两个参数决定。