[物理]机械热力学第02章.pptVIP

稳定流动： 一、动力机(蒸汽轮机、燃气轮机) steam turbine, gas turbine) 是因为它们远小于 内部功=焓降(工质携带能量的减少) §2-7 能量方程式的应用 二、压气机，水泵类(compressor、pump) 与动力机过程相反： 压气机耗功用wc来表示，且令wc= - wi §2-7 能量方程式的应用 三、换热器（锅炉、加热器等） (heat?exchanger;?boiler、heater) 吸热 焓增 放热 焓降 能量平衡关系式 §2-7 能量方程式的应用 四、管道（喷 管、扩压管） 位能差很小 忽略位能差： 管子短或保温好 q≈0： §2-7 能量方程式的应用 五. 绝热节流 ( q = 0 , ws = 0 ) 注意：绝热节流过程不是定焓过程。 §2-7 能量方程式的应用 本章重点及难点 有工质流动，u和pv同时出现。焓可以理解为由于工质流动而携带的、并取决于热力状态参数的能量 1.焓 h-状态参数 开口系： 闭口系： h的作用相对次要些，一般用u 在闭口系定压变化时， 能量方程 Q= ?U+p?V= ?(U+pV)= ? H 即焓的变化等于闭口系统在定压过程中与外界交换的热量。 不必深究焓的物理意义，但需熟练掌握焓的计算（以下各章） 2.几种功及相互之间的关系 名称 含义 说明 体积变化功（膨胀功）W 系统体积变化所完成的功 (1)当过程可逆时， (2)膨胀功是简单可压缩系热变功的源泉 (3)膨胀功往往对应闭口系所求的功 内部功Wi 轴功ws Wi表示工质在机器内部对机器所作的功 Ws代表机器的轴向外传出的功 Wi与Ws的差额是机器各部分磨擦引起的损失，不计磨擦时两者相等。 轴功是开口系所求的功 当工质进出口间的动、位能差被忽略时，wt＝ws，此时开口系所求的功也是技术功。 流动功wf 开口系付诸于质量迁移所作的功 流动功是进出口推动功之差 技术功wt 技术上可资利用的功 (1)wt与wi的关系 (2)wt与w,wf的关系 (3)当过程可逆时， 这也是动、位能不计时的最大轴功 本章基本公式 一般表达式 适用于控制质量系的任何工质、任何过程（一般用于闭口系） 适用于控制质量系的任何工质、可逆过程（一般用于闭口系） 适用于稳定流动的任何工质、任何过程 适用于稳定流动的任何工质、可逆过程 进入系统的能量 — 离开系统的能量 = 控制容积的储存能增量 p 例1：某闭口系从初状态a出发分别经历两条不同的路径到达终状态b，如图所示。 1）从a经c到b时，热力系吸热80kJ，对外作功30kJ，求其热力学能的变化量。 2）从a经d到b时，对外作功10kJ，问热力系是吸热还是放热，交换的热量是多少？ v a d c b e 3）若从b沿着曲线e返回a时，外界对热力系作功30kJ，问热力系是吸热还是放热，交换的热量是多少？ 4）若设状态点a的热力学能Ua=0,Ud=20kJ,那么d-b路径的热力学能的变化量是多少？ 5）闭口系从a出发经a-c-b-d-a回到a点，热力系交换的净功、净热量是多少？ 例1 1）热力学能是状态参数，其变化量与过程无关，因此： 分析： 2）热力过程具有方向性，一般对外输出功、吸热过程为正方向过程，反之为反方向过程。即 3）热力学能具有可加性即 4）闭口系热力学第一定律不仅适用于单个过程， 也适用于多个过程的能量分析，同样还适用于循环这种封闭的特殊过程的分析计算。循环时，状态参数的变化量 例1 解：1）确定 2）确定 吸热过程 放热过程 3）确定 例1 4）确定 例1 5）确定循环净功、净热量 例1 例2：某混合式蒸汽回热加热器，采用蒸汽加热水，已知蒸汽的参数h1=2855.4kJ/kg，被加热的水进口温度40oC，试确定为获得1kg，150oC的热水需要多少蒸汽质量。（水的比热cw=4.18 kJ/(kg·K)，焓值可用h=cwt求 1 2 3 例2 本题的热交换器是冷热流体直接接触的混合式热交换器，通常分析时应同时考虑能量守恒、质量守恒，当热力系中有多个换热器时质量平衡方程显得尤为重要。 分析： 解：取整个回热加热器为开口系。 列开口系质量平衡方程 列开口系稳定流动能量平衡方程 进入系统的能量 — 离开系统的能量 =0 例2 例：2-1,自己看书 作业：2—3，6，10。 第2章 第二章 完End of Preface 大连理工大学机械工程学院振动所 * 第二章 热力学第一定律 the first law of thermodynamics §2-1 热力学第一定律的实质 实质：能量守恒和转换定律在热现象中的应用。 热力学第一定律是实践经验的总结。(不