过程流体机械补充工程热力学内容.pptVIP

实际热力设备中实施的能量转换往往是工质在热力装置中循环不断地流经各相互衔接的热力设备，完成不同的热力过程后才能实现能量转换。因此，分析这类热力设备时，常采用开口系即控制容积的分析方法。 E=Q+P1V1-WS-P2V2 =ΔU+ΔEK+ΔEP Q=ΔU+（P2V2-P1V1）+WS+ΔEK+ΔEP =ΔU+（P2V2-P1V1）+Wt q=Δu+Δ(pv)+wt =(u2+p2v2)-(u1+p1v1)+wt 令h=u+pv 则q=h2-h1+wt=Δh+wt 等容过程的过程曲线 p v T s 1 2 1 2 二. 等压过程 过程方程 定值 状态参数关系式 等压过程的过程曲线 等压过程的p—v图和T-s图 v s p T 1 2 1 2 v 三. 等温过程 过程方程 定值 状态参数关系式 等温过程的过程曲线 定值 由过程方程得 可知在p-v图上是一等边双曲线, 曲线的斜率是 p T 1 2 1 2 v s 等温膨胀过程中吸收的热量，全部转变为膨胀功；等温压缩时消耗的压缩功全部转变为热 Q=U+W 等温过程△U=0 膨胀过程功： υ p dυ 0 1 2 p 由 而理想气体状态方程 或 定值 两边积分并整理得 其微分形式 将(2)代入(1)式 四. 可逆绝热过程（等熵过程） 状态参数关系式 等熵过程的过程曲线 等熵过程曲线的斜率： 由过程方程得 可知在p-v图上是一高次双曲线 等温过程曲线的斜率： p v T s 1 2 1 2 T 定值 k:理想气体的等熵指数，仅为温度的函数，见教材图1-2 wi υ p 1 2 绝热过程功 Wi 对于理想气体,绝热膨胀过程功： Q=U+W Q=0， 所以绝热过程中工质对外作的功W以消耗工质热力学能U为代价 1 五、多变过程 非等温、非绝热下的相对较实际的压缩过程。 多变过程方程式： 多变膨胀过程功： 1、膨胀功：δw=pdv，即 w=∫pdv ，故膨胀功就是过程曲线与 v 轴投影所围成的面积；2、技术功：δwt=-vdp ，故wf=-∫vdp ，故技术功是过程曲线与 p 轴投影所围成的面积的负值；3、流动功：δwf=d(pv)=pdv+vdp ，即 wf=∫pdv -(-∫vdp) =w - wt，故流动功是膨胀功与技术功之差；4、技术功与膨胀功大小问题。（1）两者的大小与路径有关，但两者有密切的关系。如多变过程的膨胀功与技术功的关系为：wt=n×w式中，n 为多变过程指数。（2）显然，技术功与膨胀功的大小，由 多变指数 n 确定的。当 n＜1 时，膨胀功大于技术功，如等压过程，n=0，wt=0，但 w=p(v2-v1)当 n =1 时，膨胀功等于技术功，即等温过程，二者相等当 n＞1 时，膨胀功小于技术功，如等容过程，n→+∞，w=0，但 wt=v(P2-P1)5、注意：上述讲的都是可逆过程，但就二者大小问题而言，与可逆关系并不是那么密切，主要与过程有关。 1）体积变化功（膨胀功）定义：系统体积变化所完成的膨胀功或压缩功。注意： （1）体积变化功是热变功的源泉（其他能量形式的功，则属于机械能的转化）。（2）在真空中膨胀时，此功为0。2）流动功：工质在流动时，总是从后面获得推动功，而对前面作出推动功 ，进出系统的推动功之差称为流动功（也是系统为维持工质流动所需的功）。其计算公式为： Wf=P2V2-P1V1=△（PV）或单位质量功 wf=P2v2-P1v1=△(Pv)注意：工质从进口到出口，从状态1膨胀到状态2，膨胀功为 w ，在不计工质的动能与位能变化时，开系与外界交换的功量应为膨胀功与流动功之差w -△(pv)3）技术功(technical work)—— wt：技术上可资利用的功。其计算式计算式为： wt=ws+(1/2)△Cf^2+g△z式中：ws——轴功，(1/2)△Cf^2=(1/2)Cf2^2-(1/2)Cf1^2 出口动能与入口动能之差，g△z=gz2-gz1 出口势能与入口势能之差。膨胀功和压缩功是过程功。轴功及动能变化和位能变化统称技术功。从工程应用来看，技术功中轴功所占的比例大、占据能量转换的主流形式，所以技术功即轴功。流动功开口系统存在，闭口系统没有。更细的可参考工程热力学教材上的公式推导 1）体积变化功（膨胀功）定义：系统体积变化所完成的膨胀功或压缩功。注意：（1）体积变化功是热变功的源泉（其他能量形式的功，则属于机械能的转化）。（2）在真空中膨胀时，此功为0。2）流动功：工质在流动时，总是从后面获得推动功，而对前面作出推动功，进出系统的推动功之差称为流动功（也是系统为维持工质流动所需的功）。其计算公式为： Wf=P2V2-P1V1=△