工质的热力过程第四章

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1、第四章工质的热力过程研究热力学过程的目的、对象与方法目的提高热力学过程的热功转换效率热力学过程受外部条件影响主要研究外部条件对热功转换的影响利用外部条件,合理安排过程，形成最佳循环对已确定的过程，进行热力计算研究热力学过程的对象与方法对象1)参数(p,T,v,u,h,s)变化2)能量转换关系,q,w,wt方法抽象分类2)可逆过程(不可逆再修正)基本过程研究热力学过程的依据2)理想气体3)可逆过程1)热一律稳流研究热力学过程的步骤1)确定过程方程------该过程中参数变化关系5)计算w,wt,q4)求3)用T-s与p-v图表示2)根据已知参数及过程方程求未知参数4.1理想气

2、体的热力过程理想气体的等熵过程(2)不仅,s处处相等绝热可逆s说明:(1)不能说绝热过程就是等熵过程,必须是可逆绝热过程才是等熵过程。adiabaticisentropicReversibleadiabatic三个条件:(1)理想气体(2)可逆过程(3)k为常数理想气体s的过程方程当理想气体理想气体s的过程方程内能变化焓变化熵变化理想气体su,h,s,的计算状态参数的变化与过程无关膨胀功w理想气体sw,wt,q的计算技术功wt热量q理想气体热力过程的综合分析理想气体的多变过程(Polytropicprocess)过程方程n是常量，每一过程有一n值nn=ks理想气体n

3、w,wt,q的计算多变过程比热容(1)当n=0(2)当n=1多变过程与基本过程的关系(3)当n=k(4)当n=pTsvnpTsv基本过程是多变过程的特例isothermalisentropicisobaricisochoric斜率理想气体过程的p-v,T-s图上凸?下凹？sTvpppp斜率理想气体过程的p-v,T-s图上凸?下凹？sTvpppvvv斜率理想气体过程的p-v,T-s图上凸?下凹？sTvpppTvvTT理想气体过程的p-v,T-s图sTvpppsvvTTss理想气体基本过程的p-v,T-s图sTvpppvvTTssu在p-v,T-s图上的变化趋势sTvpuT=

4、u>0u>0h在p-v,T-s图上的变化趋势sTvphT=u>0u>0h>0h>0w在p-v,T-s图上的变化趋势sTvpu>0u>0h>0h>0w>0w>0wt在p-v,T-s图上的变化趋势sTvpu>0u>0h>0h>0w>0w>0wt>0wt>0q在p-v,T-s图上的变化趋势sTvpu>0u>0h>0h>0w>0w>0wt>0wt>0q>0Tq>0u,h,w,wt,q在p-v,T-s图上的变化趋势sTvpu>0u>0h>0h>0w>0w>0wt>0wt>0q>0u,h↑(T↑)w↑(v↑)wt↑(p↓)q↑(s↑)q>0p

5、-v,T-s图练习（1）sTvp压缩、升温、放热的过程，终态在哪个区域？p-v,T-s图练习（2）sTvp膨胀、降温、放热的过程，终态在哪个区域？p-v,T-s图练习（3）sTvp膨胀、升温、吸热的过程，终态在哪个区域？4.2气体和蒸气的压缩活塞式压气机的压缩过程分析压气机的作用生活中：自行车打气。工业上：锅炉鼓风、出口引风、炼钢、燃气轮机、制冷空调等等型式结构活塞式(往复式)离心式，涡旋轴流式，螺杆连续流动压力范围通风机鼓风机压缩机出口当连续流动FanCompressorFanner△P＜115kPa△P115~350kPa△P＞350kPa理论压气功(可逆过程)指什么

6、功目的：研究耗功，越少越好活塞式压气机的压气过程技术功wtMinimizingworkinput(1)、特别快，来不及换热。(2)、特别慢，热全散走。(3)、实际压气过程是可能的压气过程sTn三种压气过程的参数关系三种压气过程功的计算最小重要启示两级压缩中间冷却分析有一个最佳增压比省功Worksaved最佳增压比的推导省功最佳增压比的推导省功欲求w分级最小值，可证明若m级最佳增压比分级压缩的其它好处润滑油要求t<160~180℃,高压压气机必须分级分级压缩的级数省功分级降低出口温多级压缩达到无穷多级(1)不可能实现(2)结构复杂(成本高)一般采用2~4级压缩T压气机的设计计

7、算需要压气机，想设计一台已知：要求：配马达功率，出口温度。？sn？根据经验，有无冷却水套假定，理论功s压气机的设计计算实际过程有摩擦机械效率经验值70％压气机的校核计算已有压气机，实测要求：压气机效率太低，则压气机报废或修理活塞式压气机的余隙影响避免活塞与进排气阀碰撞，留有空隙余隙容积压缩过程排气，状态未变残留气体膨胀进新气，状态未变Clearancevolume活塞式压气机的余隙影响活塞排量研究VC对耗功和产气量的影响新气量产气量有效吸气容积余隙容积VC对理论压气功的影响设12和43两过程n相同功＝面积12