第四章工程热力学讲解.pptVIP

4-1 分析热力过程的目的及一般方法 4-2 绝热过程 4-3 多变过程的综合分析 4-4 压气机的理论压缩轴功 4-5 活塞式压气机的余隙影响 4-6 多级压缩及中间冷却 * * 第四章 理想气体的热力过程及气体压缩 一. 分析热力过程的目的、思路和依据： 1) 研究目的：能量转换情况、影响因素 2) 研究思路： 3) 研究依据：热力学第一定律、理想气体状态方程 4-1 分析热力过程的目的及一般方法 定熵、定压定容、定温 二. 理想气体热力过程中相关物理量的计算： 1) 热力学能的变化： 2) 焓的变化： 熵的单位？ ?状态方程的微分形式 可逆微元过程： 3) 熵的变化： 4-1 分析热力过程的目的及一般方法 热力过程的熵变： 注意：1）由上述3式可知，熵是状态参数，但熵不是温 度的单值函数； 2）上述3式由理想气体的可逆过程导出，也适用 于理想气体的不可逆过程。 4-1 分析热力过程的目的及一般方法 例4-1：某理想气体在刚性绝热容器内作自由膨胀，求Δs1-2。 解：由热力学第一定律： 三. 热力过程的分析步骤： 1) 根据热力过程特征建立过程方程式； 2) 根据过程方程式及状态方程确定初终态参数的关系； 3) 将过程表示在p-v图和T-s图上，并进行定性分析； 4) 计算热力过程的功量和热量。 4-1 分析热力过程的目的及一般方法 注意：热力过程中工质状态变化和能量转换规律与是否流动无关，只取决于过程特性！ 因此，本章的内容适用于闭口系统的可逆过程和开口系统的可逆稳态稳流过程。 4-2 绝热过程 绝热过程： ?q=0的热力过程。 注意：?q=0与 q=0的区别！ 1. 过程方程式： 近似式 可逆绝热过程： 为定熵过程！ 绝热指数 2. 初、终态参数间的关系： 3. p-v图和T-s图： p-v图上为一高次双曲线，斜率为： 4. 功量和热量： 4-2 绝热过程 绝热 理想气体、定热容 理想气体、定热容、定熵过程 绝热 理想气体、定热容 理想气体、定热容、定熵过程 因此，定熵过程的技术功是膨胀功的? 倍。 小结：1) 过程方程式、功的表达式均为近似式； 2) 膨胀功和技术功的表达式可以由功的定义式得到； 3) 膨胀功与技术功的关系可以由过程方程式得到： 4-2 绝热过程 4-3 多变过程的综合分析 一. 可逆多变过程 发动机工作时气缸 压力与体积的关系 1.定义：许多热力过程可以近似用 式 表示，该过程称为多变 过程，n称为多变指数。 n=0：p为常数，定压过程； n=1?：pv为常数，定温过程； n=?：pv?为常数，定熵过程； n=??：v为常数，定容过程； 2.初、终态参数： 多变指数： 3. p-v图和T-s图： 图的形状取决于p 和v（T 和s）的关系式 p-v图上各点的斜率： T-s图上各点的斜率： 4-3 多变过程的综合分析 4. 功量和热量： 注意多变过程 比热容的正负！ n ? 1，cn ? 0； 1 ? n ? ?，cn ? 0； n ? ?，cn ? 0； 4-3 多变过程的综合分析 1. 过程方程式：v =常数 2. 初、终态参数： 3. p-v图和T-s图： 4. 功量和热量： 定容过程 如：气缸内工质的迅速燃烧、刚性容器内的热力过程 定压过程 1. 过程方程式：p =常数 2. 初、终态参数： 3. p-v图和T-s图： 4. 功量和热量： 如：燃气轮机内的定压加热和放热、热交换器内的热力过程 注意T-s图上定容线与定压线的相对位置！ 思考：T-s图 上任两条定 压线的关系？ 1. 过程方程式：T =常数或 pv = 常数 2. 初、终态参数： 3. p-v图和T-s图： 4. 功量和热量： p-v图上为一等边双曲线，斜率为： 思考：能否用 来计算定温过程的热量？ 定温过程 如：吸热汽化过程、冷却及时的压缩过程 注意p-v图上定熵线与定温线的相对位置！ 5. 多变过程在坐标图上的定性分析： 小结：1) 多变指数 n 按顺时针方向逐渐增大； 2) n?0的情形实际意义不大，一般不予讨论； 3) 某一多变过程在两图上的对应表示； 4-3 多变