工程热力学第四章理想气体热力过程及气体压缩.pptVIP

第四章理想气体热力过程及气体压缩 本章基本知识点熟练掌握定容、定压、定温、绝热、多变过程中状态参数p、v、T、u、h、s的计算，过程量Q、W 的计算，以及上述过程在p-v 、T-s图上的表示。 目的: 研究外部条件对热能和机械能转换的影响，通过有利的外部条件，达到合理安排热力过程，提高热能和机械能转换效率的目的。 实例: 取开口系统的气体压缩 §4．1基本热力过程 参数会计算，就可以研究能量转换的过程 研究热力学过程的依据 研究热力学过程的步骤 理想气体 s 的p-v 图和 T-s 图 理想气体 s ? u, ? h, ? s的计算 理想气体 s w wt q的计算 理想气体变比热 s 过程 理想气体变比热 s 过程 §4-2 多变过程的综合分析 理想气体 s 的初、终态 §4-3理想气体的多变过程  (Polytropic process) 理想气体 n ? u, ? h, ? s的计算 理想气体 n w,wt ,q的计算 多变过程与基本过程的关系 理想气体的基本过程 理想气体基本过程的? u, ? h, ? s 理想气体基本过程的w 理想气体基本过程的wt 理想气体基本过程的q 理想气体基本过程的p-v,T-s图 理想气体基本过程的p-v,T-s图 理想气体基本过程的p-v,T-s图 理想气体基本过程的p-v,T-s图 理想气体基本过程的p-v,T-s图 u在p-v,T-s图上的变化趋势 w在p-v,T-s图上的变化趋势 q在p-v,T-s图上的变化趋势 u.h.w.wt.q在p-v,T-s图上的变化趋势 §4-4 活塞式压气机的压缩过程分析 活塞式压气机的压气过程 可能的压气过程 三种压气过程的参数关系 三种压气过程功的计算 分级压缩中间冷却 两级压缩中间冷却分析 最佳增压比的推导 最佳增压比的推导 最佳增压比的推导 分级压缩的其它好处 分级压缩的级数 活塞式压气机的余隙影响 活塞式压气机的余隙影响 余隙容积VC对理论压气功的影响 余隙容积VC对理论压气功的影响 s T v p ?u0 ?u0 ?h0 ?h0 w0 w0 wt0 wt0 q0 T q0 s T v p ?u0 ?u0 ?h0 ?h0 w0 w0 wt0 wt0 q0 u↑,h↑(T↑) w↑(v ↑) wt ↑(p↓) q↑(s ↑) q0 压气机的作用 生活中：自行车打气。 工业上：锅炉鼓风、出口引风、炼钢、燃气轮机、制冷空调等等 型式结构 活塞式(往复式) 离心式 轴流式 叶轮式连续流动 压力范围 通风机 鼓风机 压缩机 出口当连续流动 理论压气功(可逆过程) 指什么功 目的：研究耗功，越少越好 技术功wt (1)、特别快，来不及换热。 (2)、特别慢，热全散走。 (3)、实际压气过程是 s T n 最小 重要启示 有一个最佳增压比 省功 省功 省功 欲求w分级最小值， 省功 w分级最小值， 最佳增压比 可证明 若m级 润滑油要求t160~180℃,高压压气机必须分级 省功 分级 降低出口温 多级压缩达到 无穷多级 (1)不可能实现 (2)结构复杂(成本高) 所以，一般采用 2 ~ 4 级压缩 T 避免活塞与进排气阀碰撞，留有空隙 余隙容积 压缩过程 排气，状态未变 残留气体膨胀 进新气，状态未变 活塞排量 研究VC对耗功和产气量的影响 新气量 产气量 有效吸气容积 * * 分析对象: 闭口系统 过程性质: 可逆过程 过程特点: 定容过程、定压过程、定温过程、,绝热(多变)过程 基本任务: 确定过程中工质状态参数,能量转换关系 一.分析热力学过程的目的与方法 目的: 提高热力学过程的热功转换效率 热力学过程受外部条件影响 主要研究外部条件对热功转换的影响 利用外部条件, 合理安排过程，形成最佳循环 对已确定的过程，进行热力计算 对象 1) 参数 ( p, T, v, u, h, s ) 变化 2) 能量转换关系, q , w, wt 方法 抽象分类 2) 可逆过程 (不可逆再修正) 基本过程 2) 理想气体 3)可逆过程 1) 第一定律 稳流 1) 确定过程方程------该过程中参数变化关系 5) 计算w , wt , q 4) 求 3) 用T - s 与 p - v 图表示 2) 根据以知参数及过程方程求未知参数 斜率=？ 曲线上凸？下凹？ 斜率 斜率 内能变化 焓变化 熵变化 状态参数的变化与过程无关 膨胀功 w 技术功 wt 热量 q 若已知p1,T1,T2 , 求p2 已知p1,T1,T2 , 求p2 若是空气，查附表2 理想气体的多变过程 (Polyt