工程热力学3-热力学第一定律.ppt

蒸汽机组循环系统总图示意图 例题 燃气轮发电机组如图所示， kg空气1进入压气机升压至2，然后进入回热器，吸收从燃气轮机排出的废热中的一部分热量至3后进入燃烧室。在燃烧室中与油泵送来的 kg油混合、燃烧，燃气温度升高至4,再进入燃气轮机做功。排出的废气由5送入回热器，最后由6排至大气。其中压气机、油泵、发电机均由燃气轮机带动。 建立该机组的能量平衡方程； 建立各设备的能量平衡方程。 例题 要求： 1.掌握热力学第一定律的普遍式。 2.了解容积功、流动功、轴功、技术功及 它们之间的关系。 3.会建立各种热力系统的能量平衡方程。 第二章 能量和热力学第一定律 闭口系能量方程为 将(2) (3)整理后代入(1)式，有 对应于12和21两过程有 习题2-2 系统经一热力过程，放热9kJ，对外做功27kJ。为使其 返回原态，若对系统加热6kJ，问需对系统作功多少？ 解 方法Ⅰ 因内能是一状态参数,其变化量 (1) (2) (3) 或 kJ 负号表示外界对系统作功 １-２-１组成一循环，对于循环有 方法Ⅱ 1 2 p v 即 将(2) (3)整理后代入(1)式，有 习题2-2 系统经一热力过程，放热9kJ，对外做功27kJ。为使其返 回原态，若对系统加热6kJ，问需对系统作功多少？ 解 方法Ⅲ 或 在能量方程中各项取的是代数值,而在此各项取绝对值。 习题2.3循环-2-3-1,各过程中有 1 2 3 p v a b 解 因循环净功 而 所以 求：循环净功和净热 方法Ⅰ 循环净热 方法Ⅱ 由能量方程可知 即循环净功等于循环净热 则循环净热＝ 32.5 kＪ 循环净功 Ｗ0＝面积1231=面积12ab1－面积32ab3 而 则 1 2 3 p v a b ＝Ｗ12－Ｗ3２ ＝50－17.5＝32.5 kＪ 有限过程 习题2-4 某物质的内能U＝125+0.125t kJ, 温度由t1=100℃, 变到 t２=200℃，温度每变化1℃所作得功 解 方法Ⅰ 闭口系能量方程 其中内能 则传热量 Ｑ＝12.5+46=58.5 kJ 方法Ⅱ 微元过程能量方程可写成 kJ 。求传热量Ｑ 容积功 3.压气机需功率 习题2.8 已知：一空气压气机 解１.压缩功 2.气体消耗的技术功 由能量方程 得 耗技术功 kW 已知：汽轮机进口参数 出口参 数 蒸汽流量 大气压 热 量 得 2．不考虑动能、位能变化时汽轮机的功率 解：１．进口、出口处蒸汽的绝对压力 习题2-9 ＝4.7115×107 kJ/h =1.3087× 104 kW 3．若考虑动能变化（c1=70m/s, c2=140m/s） 有 绝对误差 ＝1.3087×104－0.174＝1.3087×104kW 相对误差 81.7/1.30 ×104 =0.628% 4．考虑位能变化（ΔZ=1.6m） 则 mgΔZ=40×9.8×1.6／3600＝0.174kW 绝对误差＝0.174kW 相对误差＝0.0013％ 动能变化量 则 习题 2.11 已知：充气过程 ℃， 解 １．求终态温度 充气过程的能量方程为 由已知 由质量守恒原理可知 ，这样上式可写成 即 30.3=0.72t2 或写成 t2 = 30.3/0.72 = 42℃ ２．充入气体的质量 由给出的状态方程 ，对1kg工质有 得出对应于m kg工质的状态方程应为 kg ,得该题的简化能量方程 则 习题 2.11 已知：充气过程 ℃， 解 １．求终态温度 充气过程的能量方程为 由已知 由质量守恒原理可知 ，这样上式可写成 即 30.3=0.72t2 或写成 t2 = 30.3/0.72 = 42℃ ２．充入气体的质量 由给出的状态方程 ，对1kg工质有 得出对应于m kg工质的状态方程应为 kg ,得该题的简化能量方程 例题：建立充气过程的能量方程有一储气罐，其中装有质量为m0