电厂工程热力学3课件.ppt

第三章热力学第一定律 第一节 热力学第一定律的实质 第三节 系统与外界传递的能量 对推进功的说明 3、理想气体的焓 第四节 闭口系统能量方程式 闭口系能量方程中的功 第五节 开口系统能量方程 第六节 开口系统稳态稳流能量方程 一、稳定流动能量方程的推导 稳定流动能量方程的推导 二、技术功 第七节 稳定流动能量方程的应用 一、动力机： 二、压缩机械 三、换热设备 六、涡轮机 解：1)取储气罐为系统(开口系) 2）取最终罐中气体为系统(闭口系) 3）取将进入储气罐的气体为系统(闭口系) 4）取储气罐原有气体为系统(闭口系) 四种可取系统 利用热一律的文字表达式 充气终温的计算 充气终温的计算 第三章 小结 第三章 讨论课 门窗紧闭房间用电冰箱降温 门窗紧闭房间用空调降温 习题课 工程热力学解题的一般方法： 1、仔细审题：掌握已知条件，弄清题意，列出物理模型，绘出流程图。 2、选择热力系统：画出边界。注意区分闭口、开口或孤立系统。弄清系统通过边界和外界相互作用的内容 3、区分工质：明确所研究的工质是理想气体（空气、氧气）、理想气体混合物、实际气体（水蒸汽）等。选择不同的常数值。 4、画热力学图：画过程线，明确过程特征，确定参数关系或过程方程。 5、能量守恒：选择能量方程 6、质量守恒： 5、除非管路中有阀门一类的节流元件，工质可按定压流动处理。 6、绝热容器的放气过程中，残留在容器内的理想气体可以按可逆绝热膨胀过程处理。 7、缓慢的漏气过程中，可以认为容器内的气体随时与外界处于热平衡（容器不绝热）。 8、势差较大或进行得十分剧烈的过程，一般不能认为是准静态过程。 (解1)以容器内原有气体(m1)为系统 (解2)以容器内残留的气体(m2)为系统 还必须再选放逸气体(m1-m2)为系统 (解3)以容器为系统 还必须再选气缸为系统 第三章 完 燃烧后燃气进入喷管绝热膨胀到状态3’，h3’=800KJ/Kg，流速增加到 c3’ ，此燃气进入动叶片，推动转动轮回转作功。若燃气在动叶片中热力状态不变，最后离开燃气轮机的速度c4=100m/s。 求：（1）若空气流量为100Kg/s，压气机消耗的功率为多少 Kw？ （2）若燃料的发热值Q=43960KJ/Kg，燃料的耗量为多少？ （3）燃气在喷管出口处的流速c3’是多少？ （4）燃气轮机的功率为多少？ （5）燃气轮机装置的总功率为多少？ 压气机 燃气轮机 燃烧室 空气 1 2 3 3’ 4 解：（1）选压气机为系统：开口系统、稳流 ws = -△h （2）B=100*670/43960=1.52Kg/s (3)取燃烧室和 喷管为系统 压气机 燃气轮机 燃烧室 空气 1 2 3 3’ 4 (4)取涡轮为系统 ws = - ?c2/2= c21/2- c22/2 (5)总功率 例2：绝热刚性容器贮有理想气体（κ=1.3),其压力为20巴,温度为115℃。容器向气缸充气，原来活塞停在气缸的底部，阀门与活塞间的容积可忽略不计。阀门缓慢打开，气体流入气缸，直到阀门两侧的压力相等为止。 状态1 状态2 P1 P2 P2’ m1 m2 m1-m2 B 若此时测得的容器内气体的温度为19℃，求此时气缸内气体的温度是多少？设气体对容器、气缸、活塞等均没有热量的传递。活塞的质量为0.6Kg,截面积为9.8cm2,气缸外的大气压力为1巴。 已知：理想气体， κ=1.3，P1=2 × 106Pa T1=388K, G=0.6 ×9.8=5.886N A=9.8 ×10-4m2, B=105Pa, T2=292K P2= P2’=B+G/A=1.06 ×105Pa 求： T2’=? 解： 闭口系 Q=0 则气体对活塞作功W= - ? U= U1 -U2 W Q = ? U + W 闭口系 功量： 残留气体对放逸气体作功W’ W’ m2 m2 Q = ? U + W Q=0 闭口系 功量： W + W’ W W’ Q = ? U + W Q=0 m1-m2 三、理想气体 1、理想气体焓的变化量 理气的定压比热是温度的单值函数 定比热 2、理想气体开口系统稳流能量方程式 ?q = cpdT - vdp q = cp（T2-T1） - ? vdp ? Q = m cp dT-Vdp Q = mcp（T2-T1） - ? Vdp 3、混合气体的焓：等于各组成气体焓之和 热力学问题经常可忽略动、位能变化 例：c1 = 1 m/s c2 = 30 m/s (c22 - c12) / 2 = 0.449 kJ/ kg z1 = 0 m z2 = 30 m g