水和水蒸汽及空气物性

（1）乙酸乙酯乙酸乙酯的分子式是C4H8O2,CAS号为141-78-6.是乙酸中的羟基被乙氧基取代而生成的化合物。

无色透明液体，有水果香，易挥发，对空气敏感，能吸水分，水分能使其缓慢分解而呈酸性反应。

可用作纺织工业的清洗剂和天然香料的萃取剂，也是制药工业和有机合成的重要原料。

1）物性数据：1.性状：无色澄清液体，有芳香气味，易挥发。

2.熔点（℃）：-83.63.沸点（℃）：77.24.相对密度（水=1）：0.90（20℃）5.相对蒸气密度（空气=1）：3.046.饱和蒸气压（kPa）：10.1（20℃）7.燃烧热（kJ/mol）：-20728.临界温度（℃）：250.19.临界压力（MPa）：3.8310.辛醇/水分配系数：0.7311.闪点（℃）：-4（CC）；7.2（OC）12.引燃温度（℃）：426.713.爆炸上限（%）：11.514.爆炸下限（%）：2.215.溶解性：微溶于水，溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、苯等多数有机溶剂。

16.黏度（mPa·s,20ºC）：0.44917.闪点（ºC,闭口）：-318.闪点（ºC,开口）：7.219.燃点（ºC）：425.520.蒸发热（KJ/mol,b.p.）：32.2821.熔化热（KJ/mol）：118.9922.生成热（KJ/mol）：446.3123.比热容（KJ/(kg·K),20.4ºC,定压）：1.9224.电导率（S/m,25ºC）：3.0×10-925.热导率（W/(m·K),20ºC）：0.1519826.体膨胀系数（K-1,20ºC）：0.0013927.临界密度（g·cm-3）：0.30828.临界体积（cm3·mol-1）：28629.临界压缩因子：0.25530.偏心因子：0.36631.溶度参数(J·cm-3)0.5：18.34632.van der Waals面积（cm2·mol-1）：7.790×10933.van der Waals体积（cm3·mol-1）：52.77034.气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1)：-2273.9235.气相标准声称热(焓)( kJ·mol-1) ：-443.4236.气相标准熵(J·mol-1·K-1) ：359.437.气相标准生成自由能( kJ·mol-1)：-326.9038.液相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1)：-2238.5439.液相标准声称热(焓)( kJ·mol-1)：-478.8240.液相标准熵(J·mol-1·K-1) ：259.441.液相标准生成自由能( kJ·mol-1)：-332.5242.液相标准热熔(J·mol-1·K-1)：169.62）安全信息：火灾危险性：甲类，高度易燃对人体的伤害：对人眼以及呼吸系统有刺激性，长期接触可能引起皮肤干裂，蒸汽可能引起困倦和眩晕。

２００６年第１期电站锅炉热力计算是当前最流行的评价锅炉运行特性的方法，是锅炉设计及改造等过程中的重要环节。

本文采用面向对象的软件设计方法，在对锅炉常见的受热面类型进行抽象的基础上，通过算法库的合理组织和控制，实现了热力计算的通用化。

本文介绍了该软件的设计思想、实现方法，同时给出了程序的基本结构以及具体实例的计算验证结果。

１锅炉通用热力计算软件锅炉通用热力计算软件包含模型库、燃料库、工质物性库以及自定义函数库等基本模块，通过计算程序主框架完成计算的组态和控制，用户交互和数据发布则分别提供了程序的用户控制手段和结果发布方法，软件基本架构如图１所示。

图１热力计算软件架构框图①计算主框架计算主框架主要对整个热力计算过程进行组织和管理。

电站锅炉热力计算通用软件的编制及应用张蕾，乔宗良，司风琪，徐治皋（东南大学动力工程系，江苏南京２１００９６）摘要：文中利用面向对象的技术设计了锅炉通用热力计算软件，建立了常见锅炉受热面结构的算法库，收集了常见煤种的特性数据，对水和水蒸汽、烟气及空气等常用物性计算函数进行了封装，并提供开放的接口，便于软件扩充。

文中对软件结构及其功能模块进行了介绍。

算例表明，该软件能适应锅炉在不同煤种、不同灰污情况、不同负荷条件下的热力计算要求，使用灵活方便。

关键词：锅炉；热力计算；通用性；模型库Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｕｎｉｖｅｒｓａｌｔｈｅｒｍａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｔｈｅｂｏｉｌｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｏｂｊｅｃｔｏｒｉｅｎｔｅｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｆａｍｉｌｉａｒａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｌｉｂｒａｒｙｏｆｂｏｉｌｅｒ′ｓｓｅｃｔｉｏｎｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｃｕｒｒｅｎｔｃｏａｌｓａｒｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｗａｔｅｒ，ｖａｐｏｒ，ｇａｓａｎｄａｉｒａｒｅｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ．Ｏｐｅｎｅｄｄａｔａｉｎｔｅｒｆａｃｅｓａｒｅｏｆｆｅｒｅｄｓｏｔｈａｔｉｔｉｓｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｔｏｅｘｐａｎｄｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｍｅａｎｔｉｍｅ，ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｅｘａｍｐｌｅｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｃａｎｂｅａｄａｐｔｅｄｔｏｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏａｌｔｙｐｅｓ，ｌｏａｄａｎｄａｓｈｐｏｌｌｕｔｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｏｉｌｅｒ；ｔｈｅｒｍａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ；ｕｎｉｖｅｒｓａｌ；ｍｏｄｅｌｂａｎｋ中图分类号：ＴＫ２１２文献标识码：Ａ文章编号：１００１－５５２３（２００６）０１－００２１－０４洁净煤燃烧与发电技术２１・・２００６年第１期通过和用户交互模块的通讯，计算主框架了解到用户的需求信息，然后对这些信息进行分析和判断。

第七章水蒸气一、目的及要求了解水蒸汽产生的一般原理，掌握水及水蒸汽状态参数的确定，会用水蒸汽图及表求取水蒸汽的状态参数，会计算水蒸汽热力过程中功和热量的计算。

二、内容：7.1饱和温度和饱和压力7.2水的定压加热汽化过程7.3水和水蒸气的状态参数7.4水蒸气表和图7.5水蒸气的基本热力过程三、重点及难点：7.1应掌握有关蒸气的各种术语及其意义。

例如：汽化、凝结、饱和态、饱和蒸气、饱和液体、饱和温度、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等。

7.2了解水蒸气定压发生过程及其在p－v图和T－s图上的一点、二线、三区、和五态。

7.3了解水蒸气图表的结构，并掌握其应用。

7.4掌握蒸气热力过程的热量和功量的计算。

四、主要外语词汇：vaporization, condensation, latent heat of evaporation, saturation, triple point, critical point五、本章节采用多媒体课件六、复习思考题及作业：思考题：1、水的三相点是不是唯一确定的？三相点与临界点有什么差异？2、刚性绝热的密闭容器内水的压力为4Mpa，测得容器内温度为20℃，试问容器内的水是什么集态？因意外事故容器上产生一个不大的裂缝，试分析其后果。

3、水在定压汽化过程中温度维持不变，因此有人认为过程中热量等于膨胀功，即q=w，对不对？为什么？作业：7－1，7－3，7－5，7－7第七章水蒸汽在动力、制冷、化学工程中，经常用到各种蒸汽。

常用的如水蒸汽、氨蒸汽、氟里昂蒸汽等，蒸汽是指离液态较近在工作过程中往往会有集态变化的某种实际气体。

显然，蒸汽不能作为理想气体处理，它的性质较复杂。

在工程计算中，水和水蒸汽的热力参数以前采用查取有关水蒸汽的热力性质图表的办法，现在也可借助计算机对水蒸汽的物性及过程作高精度的计算。

本章主要介绍水蒸汽产生的一般原理、水和水蒸汽状态参数的确定、水蒸汽图表的结构和应用以及水蒸汽热力过程功和热量的计算。

第七章水蒸气第一节 概述一、本章的主要内容及意义水蒸气具有良好的膨胀性能与传热性能，并且资源丰富，易于获得，成本低耗资少，无毒无味，不存在污染环境的问题，是热力工程中应用最广泛的工质。

除水蒸气外，工程上常用的蒸气还有氨蒸气、氟利昂蒸气等。

各种蒸汽的热力学性质尽管各有特点，但具有许多类似之处，其基本概念和分析研究方法是一致的。

因此，水蒸气热力学性质的学习掌握对于其它蒸汽的热力学性质的了解也是有益的。

讨论水蒸气的热力学性质其核心内容就是要讨论水蒸气各参数之间的关系。

在通常情况下，水蒸气分子间的距离较小，分子间的作用力及分子本身的体积不能忽略，其热力学性质与理想气体存在较大差异，不能将理想气体的参数关系式用于水蒸气。

由于水蒸气的参数关系式较复杂，不便于工程应用，从而将水蒸气的热力学参数关系绘制成了图表。

由已知的水蒸气参数求取未知参数通常均是用水蒸气热力学性质图表来查取。

本章的主要内容是水蒸气热力性质的基本概念以及水蒸气热力学性质图表的结构与应用。

这些内容是水蒸气热力过程分析计算所必需的理论基础。

二、概念及术语1、汽化与凝结、蒸发与沸腾热力工程中要求工质具有良好的流动性，从而主要讨论工质的气态或液态，一般不包括固态，所涉及的相变过程主要是气液两相间的汽化与凝结。

由液态变为气态的相变过程称为汽化；由气态变为液态的相变过程称为凝结或液化。

汽化有蒸发与沸腾两种方式。

蒸发是任何温度下，在液体表面缓慢进行的汽化现象。

蒸发是在液体表面一些内动能较大的分子克服表面张力逸出液面变为蒸汽的相变过程。

沸腾是在一定温度下，在液体内部剧烈进行的汽化现象。

沸腾现象中，在液体内部有大量汽泡产生，沸腾也正是因此而得名。

后续内容中的汽化均指沸腾。

2、饱和状态、饱和温度与饱和压力水蒸气在密闭容器内，气、液两相平衡共存的状态称为饱和状态。

饱和状态宏观上是气、液两相在没有外界作用的条件下，不会发生变化的平衡状态；但微观上是气、液两相之间汽化速度与凝结速度相等，即在同一时间内逸出液面的分子与回到液面的分子数目相等的动态平衡状态。

化工蒸汽知识点总结大全一、介绍蒸汽是一种在工业中广泛应用的热能介质，它在化工过程中起着至关重要的作用。

本文将系统地总结化工蒸汽的相关知识点，包括蒸汽的性质、产生、利用以及在化工过程中的应用等方面的内容。

二、蒸汽的性质1. 蒸汽的定义蒸汽是指液体在一定温度和压力下发生汽化成为气体状态的过程，形成的气体即为蒸汽。

蒸汽是一种热力学上的状态，是水通过升温或受热转变成的气态状态。

2. 蒸汽的特性蒸汽具有较大的体积膨胀性，容易凝结成水；蒸汽的温度、压力和密度与其所处的状态点有关，具有明显的物性变化；蒸汽可在一定条件下与空气形成混合气。

三、蒸汽的产生1. 蒸汽的生产方法蒸汽一般通过加热水来产生，主要方法有：(1) 锅炉蒸汽：通过燃烧煤、油、天然气等燃料加热水，产生高温高压蒸汽；(2) 蒸汽发生器蒸汽：利用核能、水能、太阳能等能源进行蒸汽发生。

2. 锅炉蒸汽的工作原理锅炉蒸汽的工作原理是通过加热锅炉内的水，使水产生汽化转变成蒸汽，然后将蒸汽输送到需要的地方进行利用。

其主要包括燃料燃烧、热量传递、水蒸气化、蒸汽产生等过程。

3. 蒸汽的应用蒸汽在化工生产过程中有着多样的应用，主要包括以下几个方面：(1) 驱动型应用：利用蒸汽驱动发电机、风机、泵等设备；(2) 供热型应用：利用蒸汽进行加热、蒸发、蒸馏等过程；(3) 机械型应用：利用蒸汽进行汽轮机发电、工程机械动力等；(4) 化学型应用：利用蒸汽进行化学反应、干燥、加热等工艺。

四、蒸汽的常用参数与计算1. 蒸汽的物性参数蒸汽的物性参数包括压力、温度、焓、熵、比容等，这些参数决定了蒸汽在不同工艺中的适用范围和规格要求。

2. 蒸汽的状态方程蒸汽状态方程描述了蒸汽在一定温度和压力下的物性参数，通常使用状态方程对蒸汽性质进行计算和预测。

3. 蒸汽的流量计算在化工生产中，常常需要对蒸汽的流量进行计算，以满足不同工艺的需要。

蒸汽的流量计算通常采用流量表、流量计等设备进行测量和计算。

蒸汽的参数全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：蒸汽是指水在受热后产生的气态水蒸气，它是一种无色、无味、无臭的气体。

在自然界中，蒸汽是一种极为常见的状态，我们可以在煮水时看到涌泉腾腾的蒸汽冒出，也可以在洗澡时感受到热气弥漫在浴室里。

蒸汽在工业生产、能源利用、环境保护等方面都具有重要的作用。

蒸汽有许多重要的参数，这些参数主要是用来描述和评估蒸汽的性质和性能的。

其中最重要的参数包括压力、温度、比容、热容和焓等。

下面我们就来逐一介绍这些参数：1. 压力：蒸汽的压力是指蒸汽对其容器或周围环境施加的压力。

蒸汽的压力通常以帕斯卡（Pa）或大气压（atm）为单位。

蒸汽的压力与其温度有直接的关系，在常压下，水的沸点温度为100摄氏度，所对应的是标准大气压（1atm）的蒸汽压力。

2. 温度：蒸汽的温度是指蒸汽的热量水平，通常以摄氏度（℃）或开尔文（K）为单位。

蒸汽的温度与其压力密切相关，随着温度的升高，蒸汽的压力也会增加，这是由于热量增加导致蒸汽分子速度增加而产生的结果。

3. 比容：蒸汽的比容是指单位质量的蒸汽所占的体积大小，通常以立方米/千克（m³/kg）为单位。

比容与密度的倒数成正比，即比容越大，密度越小。

蒸汽的比容随着温度和压力的变化而变化，一般情况下比容随温度升高而增大。

4. 热容：蒸汽的热容是指单位质量的蒸汽吸收或释放的热量，通常以焦尔/千克-开尔文（J/kg-K）为单位。

热容是描述物质温度变化时需要吸收或释放的热量大小的重要参数，它与物质本身的热性质有关。

5. 焓：蒸汽的焓是用来描述蒸汽的热力状态的参数，通常表示为单位质量的蒸汽所具有的内能和功的总和，以焦耳/千克（J/kg）为单位。

蒸汽的焓随着温度和压力的变化而变化，它能够反映蒸汽的热力特性和能量状况。

综上所述，蒸汽的压力、温度、比容、热容和焓是描述和评估蒸汽性质和性能的重要参数，它们之间具有密切的关系，并且随着蒸汽的物理状态和热力特性的变化而变化。

干空气、烟气、水、水蒸气热物理性质，参数和单位在第四讲中，介绍了与翅片管相关的计算式，其中，多次应用流体的物性参数，如流体的密度，粘度，导热系数，等等。

每一种流体都有它自己的独特的物理参数，就像生物科学中的“基因”一样，这些物性参数构成了流体本身区别于其它流体的特性。

例如，大家所熟知的空气和水，物理性质是截然不同的，拿密度而言，在常温下水的密度为1000 kg/m3; 而空气的密度仅为1.2 kg/m3 .左右。

与热有关的物性叫热物性，由于流体的热物性对传热和阻力都有极大的影响，而且是计算和设计中不可缺少的数据，因而本讲将要介绍几种常用流体的热物性参数。

应当指出，几乎所有的物性参数都是通过大量的细致的实验得出来的，并有相关的专著可供选用1 空气，烟气，水，水蒸气的热物理性质表。

考虑到翅片管换热器的应用特点，管外翅片侧主要与空气或烟气打交道，而管内流动的主要是水和水蒸气，偶尔也有其他流体，如制冷剂等。

所以下面给出的热物性表基本上能满足翅片管换热器的计算要求。

附录13 几种饱和液体的热物理性质上表适用于1个大气压（100000 Pa ）下的空气，对于在管道中流动的空气，在鼓风机或引凤机的作用下，其压力可能在大气压上下波动，但一般波动幅度不超过1个大气压的1%，故上表仍是适用的。

2 几个常用单位的说明（1）力的单位。

从中学物理知道，力= 质量×加速度，对于1 kg 质量的物体，当其加速度为1 m / s2 时，就构成了力的单位：牛顿（N ）,所以，1 N = 1 kg ×1 m/s2 = 1 kg.m /s2 .( 2 ) 压力或压强单位为Pa：因为压力=力/ 面积，即单位面积上承受的力，所以1 Pa = 1 N / 1 m2 = 1 kg / ( m s2 .).;应该记住，1 个大气压= 100000 Pa = 105 Pa.= 0.1 MPa (兆帕)(3) 功，能量，热量的单位。

单相流体对流换热及准则关联式部分一、基本概念主要包括管内强制对流换热基本特点；外部流动强制对流换热基本特点；自然对流换热基本特点；对流换热影响因素及其强化措施。

1、对皆内强制对流换热，为何采用短管和弯管可以强化流体的换热答：采用短管，主要是利用流体在管内换热处于入口段温度边界层较薄，因而换热强的特点，即所谓的“入口效应”，从而强化换热。

而对于弯管，流体流经弯管时，由于离心力作用，在横截面上产生二次环流，增加了扰动，从而强化了换热。

2、其他条件相同时，同一根管子横向冲刷与纵向冲刷相比，哪个的表面传热系数大，为什么￥答：横向冲刷时表面传热系数大。

因为纵向冲刷时相当于外掠平板的流动，热边界层较厚，而横向冲刷时热边界层薄且存在由于边界层分离而产生的旋涡，增加了流体的扰动，因而换热强。

3、在进行外掠圆柱体的层流强制对流换热实验研究时，为了测量平均表面传热系数，需要布置测量外壁温度的热电偶。

试问热电偶应布置在圆柱体周向方向何处 答：横掠圆管局部表面传热系数如图。

在0-1800内表面传热系数的平均值hm 与该曲线有两个交点，其所对应的周向角分别为φ1，φ2。

布置热电偶时，应布置在φ1，φ2所对应的圆周上。

由于对称性，在圆柱的下半周还有两个点以布置。

4、在地球表面某实验室内设计的自然对流换热实验，到太空中是否仍然有效，为什么答：该实验到太空中无法得到地面上的实验结果。

因为自然对流是由流体内部的温度差从而引起密度差并在重力的作用下引起的。

在太空中实验装置格处于失重状态，因而无法形成自然对流，所以无法得到顶期的实验结果。

5、管束的顺排和叉排是如何影响换热的`答：这是个相当复杂的问题,可简答如下：叉排时,流体在管间交替收缩和扩张的弯曲通道中流动,而顺排时则流道相对比较平直,并且当流速和纵向管间距s 2较小时,易在管的尾部形成滞流区.因此,一般地说,叉排时流体扰动较好,换热比顺排强.或：顺排时，第一排管子正面受到来流的冲击，故φ=0处换热最为激烈，从第二排起所受到的冲击变弱，管列间的流体受到管壁的干扰较小，流动较为稳定。

一．实验课程名称 化工原理二．实验项目名称 空气－蒸汽对流给热系数测定 三、实验目的和要求1、了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实验方法。

2、掌握热电阻测温的方法，观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象。

3、学会给热系数测定的实验数据处理方法，了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。

四．实验内容和原理实验内容：测定不同空气流量下进出口端的相关温度，计算α，关联出相关系数。

实验原理：在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面（传热元件）进行热量交换，称为间壁式换热。

如图(4－1)所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热，固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。

达到传热稳定时，有()()()()m m W M W p p t KA t t A T T A t t c m T T c m Q ∆=-=-=-=-=221112222111αα （4－1） 热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（4—2）计算， ()()()22112211ln W W W W m W T T T T T T T T T T -----=- （4－2）式中：T W 1 －热流体进口处热流体侧的壁面温度，℃；T W 2 －热流体出口处热流体侧的壁面温度，℃。

固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式（4—3）计算，()()()22112211lnt t t t t t t t t t W W W W m W-----=- （4－3）式中：t W 1 － 冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，℃；t W 2 － 冷流体出口处冷流体侧的壁面温度，℃。

热、冷流体间的对数平均温差可由式（4—4）计算，()()12211221m t T t T ln t T t T t -----=∆ （4－4）当在套管式间壁换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以冷空气或水进行对流传热系数测定实验时，则由式（4－1）得内管内壁面与冷空气或水的对流传热系数，()()MW p t t A t t c m --=212222α（4－5）实验中测定紫铜管的壁温t w1、t w2；冷空气或水的进出口温度t 1、t 2；实验用紫铜管的长度l 、内径d 2，l d A 22π=；和冷流体的质量流量，即可计算α2。

水蒸汽参数IAPWS
IAPWS（International Association for the Properties of Water and Steam）是国际水蒸汽参数协会，成立于1956年，总部位于德国。

IAPWS的主要目标是研究和推广水和蒸汽的物理和化学性质，以及开
发相关的参数和方程式。

该组织汇集了来自世界各地的科学家、工程师和
研究人员，共同努力解决与水和蒸汽相关的问题。

水是地球上一种广泛存在的物质，其特性对于许多工业和科学领域具
有重要意义。

IAPWS致力于推动水的研究和应用，为工程、能源和环境等
领域提供准确的参数和方程式。

在过去的几十年里，IAPWS已经制定了一系列标准和方程式，被广泛
应用于工业和科学研究中。

其中最著名的是IAPWS-IF97方程式，用于计
算水和蒸汽的热力学性质。

IAPWS-IF97方程式是一种复杂的方程式，用于计算水和蒸汽的密度、温度、压力和内能等参数。

该方程式在工程设计、热力学计算和能源系统
分析中被广泛应用。

除了热力学性质，IAPWS还研究水和蒸汽的传输性质，如粘度、导热
率和表面张力等。

这些参数对于流体力学、传热学和界面科学等领域具有
重要意义。

IAPWS定期举办国际会议，交流最新的研究成果和技术进展。

通过这
些会议，科学家和工程师可以分享他们的经验，并讨论未来的研究方向。

总的来说，IAPWS是一个重要的国际组织，致力于研究和推广水和蒸汽的物性参数和方程式。

通过其工作，可以提高工程和科学领域对水和蒸汽相关性质的理解和应用。