热泵技术手册
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3.3 典型介质热力特性

3.3.1 纯液体介质热力特性

(1)纯液体介质的沸点与饱和蒸气压

一定压力下的纯液体介质,当加热到某一温度时会开始沸腾,该温度称为沸点或饱和温度,相应压力称为饱和蒸气压或饱和压力。

沸点与饱和压力一一对应,且沸点随饱和压力单调升高。

水(R718)、二氧化碳(R744)及其他几种常用热泵工质的饱和蒸气压曲线如图3-3所示。

图3-3 典型热泵工质的饱和蒸气压曲线

(2)纯液体的相态及热物性确定方法

纯液体在定压下加热时,可经历过冷液、饱和液、饱和气、湿蒸气、过热气五种相态,各相态的特性及热物性确定方法如表3-4所示。

表3-4 纯液体的五种相态特性  

(3)纯液体的热力参数图

常用的有温度(T)-比熵(s)图(简称温-熵图或T-s图)和压力(p)-比焓(h)图(简称压-焓图或p-h图),其示意如图3-4和图3-5所示。

图3-4 温(T)-熵(s)图示意

图3-5 压(p)-焓(h)图示意

图3-4和图3-5中的临界点C将饱和曲线分为两部分,左半部分为饱和液线(x=0),右半部分为饱和气线(x=1);饱和液线与饱和气线将第一象限分为四个区,饱和液线左方的区域为过冷液区,饱和气线右方的区域为过热蒸气区,饱和曲线下方的区域为湿蒸气区,临界点上方的区域为超临界区;此外,图中也画出了等温线、等压线、等比体积线、等焓线、等熵线、等干度线。

(4)纯液体气液变化的典型过程

纯液体气液变化的典型过程如表3-5所示。

表3-5 纯液体气液变化的典型过程  

3.3.2 理想气体热力特性

(1)理想气体的热力特性

当气体的压力不太高且过热度较大而远离饱和气状态时,可近似作为理想气体处理,其热力特性如表3-6所示。

表3-6 理想气体的热力特性  

(2)理想气体的基本热力过程

理想气体的基本热力过程如表3-7所示。

表3-7 理想气体的基本热力过程  

3.3.3 混合介质一般热力特性

(1)混合介质的成分表示

混合介质的成分表示方法通常有三种,如表3-8所示。

表3-8 混合介质的成分表示(以三元混合介质为例)  

(2)混合介质的平均热力性质

气体混合介质可近似作为理想气体处理时,其平均热力特性如表3-9所示。

表3-9 气体混合介质的平均热力特性(以三元混合介质为例)  

3.3.4 湿空气的特性

(1)湿空气的热力参数

湿空气的常用热力参数如表3-10所示。

表3-10 湿空气的常用热力参数  

(2)湿空气的焓湿图

湿空气的热力性质可在比焓-含湿量坐标图(简称焓-湿图)中表示,如图3-6所示。

图3-6 1atm下湿空气的焓(h)-湿(d)图

图中包括以下四组等值线。

等焓线:是一组近似为135°的斜线,在图的右下方分别按kJ/kg(干空气)和kcal/kg(干空气)两种单位给出了焓的数值。

等温线:是一组近似水平线,在纵坐标左侧给出了不同的温度数值,单位为℃。

等含湿量线(等水蒸气分压力线):一组垂直线,在图上方给出了以g/kg(干空气)为单位的含湿量数值,并在最上方给出了相应的水蒸气分压力(分别以102Pa和mmHg为单位)。 

等相对湿度线:是一组曲线,贴近曲线分别标出了其相对湿度(%)。

(3)饱和湿空气的热力数据

一个大气压下相对湿度为100%的饱和湿空气的常用热力性质如表3-11所示。

表3-11 饱和湿空气的常用热力性质(B=101.325kPa)