第5-6篇 热力学第二定律.ppt

* * 结合到熵产原理，推论开来 实际过程总是朝着可用能减少，或说朝着使能量的作功能力（可用性）降低的方向发展 这便是所谓的能量贬值（能量品位递降）原理 * * 例5-8（习题 9-11 ）轴流式压气机每分钟吸入P1=0.1MPa、t1=20℃的空气1200kg，经绝热压缩到P2=0.6MPa，该压气机的绝热效率为0.85。求:(1)出口处气体的温度及压气机所消耗的功率；(2)过程的熵产率及作功能力损失(T0=293.15K)。 按题给该压气机为不可逆装置（?c,s=0.85） 解： 根据压气机的 定熵效率 若为可逆压气机，出口温度应为 * * 实际的不可逆压气机出口温度 理想（可逆）压气机的轴功率为 驱动电动机所需的功率 * * 不可逆压缩过程中空气的熵变即过程的熵产： 过程造成的可用能（作功能力）损失： ?Ex=T0·Sg=293?1.3667=400.44 kJ/s * * 例5-9（习题5-27）空气稳定流经绝热气轮机，P1=0.4MPa、Tl=450K、cf,1=30m/s膨胀到P2=0.1MPa、T2=330K、cf,2=130m/s，不计位能变化，这时环境参数t0=20℃、P0=0.1MPa。设空气的Rg=0.287kJ/(kg·K)，cp=1.004kJ/(kg·K)，求：⑴工质稳定流经气轮机时进、出口处的比焓火用ex,h1、ex,h2以及比物流火用ex1、ex2；⑵每千克空气从状态1 到2 的最大有用功；⑶实际有用功。 ⑴ 工质流经气轮机进口处的比焓火用： 解： * * 工质流经气轮机出口处的比焓火用： * * 工质流经气轮机进口处的比物流火用： 工质流经气轮机出口处的比物流火用： ⑵ 从状态1 稳流到状态2 时所能作出的最大有用功： ⑶ 由稳态稳流的能量方程，实际有用功（技术功）： （提示：系统是绝热的，若过程可逆，气流应无熵增；实际有用功应等于最大有用功。） * * 熵的性质和计算 ? 不可逆过程的熵变可以在给定的初、终 态之间任选一可逆过程进行计算。 熵是状态参数，状态一定，熵有确定的值； ? 熵的变化只与初、终态有关，与过程的路 径无关 ? 熵是广延量 热二律讨论: * * 熵的表达式的联系 ? 可逆过程传热的大小和方向 ? 不可逆程度的量度 作功能力损失 ? 孤立系 ? 过程进行的方向 ? 循环 克劳修斯不等式 r * * 熵的问答题 ? 任何过程，熵只增不减 ? 若从某一初态经可逆与不可逆两条路径到 达同一终点，则不可逆途径的?S必大于可逆过程的?S ? 可逆循环?S为零，不可逆循环?S大于零 ╳ ╳ ╳ ? 不可逆过程?S永远大于可逆过程?S ╳ * * 判断题（1） ? 若工质从同一初态，分别经可逆和不可逆过程，到达同一终态，已知两过程热源相同，问传热量是否相同？ 相同初终态，?s相同 =：可逆过程 ：不可逆过程 热源T相同 相同 * * 判断题（2） ? 若工质从同一初态出发，从相同热源吸收相同热量，问末态熵可逆与不可逆谁大？ 相同热量，热源T相同 =：可逆过程 ：不可逆过程 相同初态s1相同 * * 判断题（3） ? 若工质从同一初态出发，一个可逆绝热过程与一个不可逆绝热过程，能否达到相同终点？ 可逆绝热 不可逆绝热 S T p1 p2 1 2 2’ * * 判断题（4） ? 理想气体绝热自由膨胀，熵变？ 典型的不可逆过程 A B 真空 工程热力学1 第5章 热力学第二定律 * * 工程热力学1 第5章 热力学第二定律 * * 工程热力学1