第二热力学第一定律.ppt

此式是通用表达式，对不同的场合它可以简化为不同的形式，现仅举几个常见的过程说明之。一、加热器或冷却器特点：ws=0c12≈c22z1≈z2得出：q=h2－h1说明：系统接受的热量等于工质焓的增量，反之放热量等于系统的焓降。2—6稳定流动能量方程式的应用举例第30页，共51页，星期日，2025年，2月5日二、涡轮机或压气机特点：q=0c12≈c22z1≈z2得出：ws=h1－h2说明：在涡轮机中依靠工质的焓降输出轴功，反之，压气机中消耗的轴功使工质的焓增加。第31页，共51页，星期日，2025年，2月5日三、喷管喷管中工质降压而获得高速。特点：q=0ws=0z1≈z2得出：说明：喷管中依靠工质的焓降而使工质的流动动能增加。第32页，共51页，星期日，2025年，2月5日四、绝热节流工质流过管道中截面突然缩小的部分而发生压力降低的现象称为节流，如忽略过程与外界的热量交换，称为绝热节流。特点：q=0ws=0c22≈c12z1≈z2得出：h2=h1说明：绝热节流前后工质的焓值相等。注意：绝热节流过程不是等焓过程。第33页，共51页，星期日，2025年，2月5日例题：某燃气轮机装置,已知在截面1-1处,h1=286kJ/kg的燃料和空气的混合物以20m/s的速度进入燃烧室,在定压下燃烧.使工质的吸热量879kJ/kg,燃烧后,燃气进入喷管,绝热膨胀到状态3,h3=502kJ/kg,速度增加到cf3,此燃气进入动叶轮机,热力状态不变,最后离开叶轮机的速度是cf4=150m/s,求:1、燃气在喷管出口的流速是多少？2、每kg燃气在气轮机中所作的轴功ws是多少？3、若燃气流量为5.23kg/s，求气轮机的功率为多少？第34页，共51页，星期日，2025年，2月5日解：1、求cf3取燃烧室和喷管为热力系统。由题意可知：根据能量方程：第35页，共51页，星期日，2025年，2月5日2、求ws：取气轮机本体为系统已知：根据能量方程：3、求ps：第36页，共51页，星期日，2025年，2月5日第1页，共51页，星期日，2025年，2月5日热力学第一定律是能量转换和守恒定律在热力学上的应用，它确定了热能和机械能在相互转换时在数量上的守恒关系。热力学第一定律是研究热力学的主要基础之一，它的解析式是分析、计算能量转换关系的基本方程。本节主要讨论热力学第一定律表达形式及其在工程上的应用。第2页，共51页，星期日，2025年，2月5日能量守恒和转换定律是自然界的一个基本定律。它指出：自然界中一切物质都具有能量。能量既不可能被创造，也不可能被消灭，而只能从一种形式转变为另一种形式。在转换中能量的总量保持不变。热力学第一定律就是这个定律在热现象上的应用，它广泛用于热能和其它形式能量的转换，这里主要讨论热能和机械能的转换。热力学第一定律可以表述为：当热能和其他形式的能量相互转换时，能的总量保持不变。根据热力学第一定律，为了得到机械能必须花费热能或其它能量。历史上有些人曾幻想创造一种不花费能量而产生动力的机器，称为第一类永动机，结果以失败告终。为了明确否定这种发明的可能性，第一定律可表达为：“第一类永动机是不可能制成的。”热力学第一定律是热力学的基本定律，它适用于一切工质和一切热力过程。当用于分析具体问题时，需要将它表示为数学解析式，既根据能量守恒的原则，列出参与过程的各种能量的平衡方程。2-1热力学第一定律的实质第3页，共51页，星期日，2025年，2月5日对于任何系统，各项能量之间的平衡关系一般可表示为：进入系统的能量—离开系统的能量=系统储存能量的变化二、循环过程热力学第一定律表达式循环过程的特点：系统储存能量的变化为零。下面研究有热和功通过边界进入闭口系统，使之完成一个循环的情况：取容器内气体为闭口系统，让系统经历一个循环：首先容器绝热，重物下降带动搅拌轮旋转，对气体作出搅拌功，气体温度升高，然后，重物不动，让气体放热，系统恢复到原来状态。利用不同重物，多次测量后发现：第4页，共51页，星期日，2025年，2月5日A：比例系数，功的热当量。在国际单位制中：A=1说明：系统经历一个循环过程，