热工与流体力学基础 热工篇_第2章.ppt

第一节 热力系统储存能 2. 重力位能：Ep ，单位为 J 或 kJ 第二节  热力系与外界传递的能量 一、 热量 1. 热量 ——热力系和外界之间仅仅由于温度不同而通过边界传递的能量称为热量。 热量符号: Q , 单位为J或kJ 。 单位质量工质与外界交换的热量用q 表示,单位为J/kg或kJ/kg 。 微元过程中热力系与外界交换的微小热量用?Q 或?q表示。 热量正负规定: 由于热量是热力系与外界间因存在温差而传递的能量，因此状态参数温度T便是热量传递的推动力，只要热力系与外界间存在微小的温度差，就有热量的传递 相应地也必然存在某一状态参数，它的变化量可以作为热力系与外界间有无热量传递以及热量传递方向的标志 2. 熵 有温差便有热量的传递,可用熵的变化量作为热 力系与外界间有无热量传递以及热量传递方向的标 志 。 熵: S , 单位为J/K 或 kJ/K 。 单位质量工质所具有的熵称为比熵, 用 s 表示, 单位为 J/（kg?K) 或 kJ/（kg?K） 。 用熵计算热量 3. 温熵图 (T-s图) 二、 功量 ——在力差作用下,热力系与外界发生的能量交 换就是功量。 功量亦为过程量。 有各种形式的功,如电功、磁功、膨胀功、轴功等。工程热力学主要研究两种功量形式: 体积变化功 轴功 1、体积变化功 ——由于热力系体积发生变化（增大或缩小）而通过边 界向外界传递的机械功称为体积变化功（膨胀功或压缩功）。 体积变化功: W , 单位为J或kJ 。 1kg工质传递的体积变化功用符号w表示，单位为J/kg或kJ/kg。 正负规定: 2、轴功 ——热力系通过机械轴与外界交换的功量。 轴功: Ws , 单位为J或kJ 。 1kg工质传递的轴功用符号ws表示，单位为J/kg或kJ/kg。 正负规定: 轴功的特点 刚性绝热封闭热力系不可以任意地交换轴功，即: 外界功源向其输入轴功将转换成热量而增加热力系的热力学能。 刚性绝热封闭热力系不可能向外界输出轴功 开口热力系与外界可以任意地交换轴功，即: 热力系可向外输出轴功, 如燃气轮机、蒸汽轮机等 热力系可接受输入的轴功, 如泵、风机、压缩机 功率 ——单位时间所作的功。 功率单位: W或kW，1W?1J/s。 用功率可比较热机的做功能力。 三、随工质流动传递的能量 开口热力系在运行时，存在工质的流入、流出，它们在经过边界时携带有一部分能量同时流过边界，这类能量包括两部分: 流动工质本身的储存能 E 流动功(推动功) Wf 流动功 ——开口系因工质流动而传递的功量称为流动功,又称推动功。即推动工质流动而做的功。 流动功是为推动工质通过控制体界面而传递的机械功，它是维持工质正常流动所必须传递的能量。 流动功: Wf , 单位为 J或kJ 1kg工质所作流动功用 wf 表示，单位为J/kg或kJ/kg。 如图所示，已知dm，p，v，A 对dm工质: ?Wf ?pAdx?pdV? pvdm 对1kg工质 : ∴1kg工质流入和流出控制体的净流动功为 ?wf ?p2v2?p1v1 ∴流动功是一种特殊的功，其数值取决于 控制体进、出口界面上工质的热力状态。 流动功是由泵和风机等加给被输送工质并随着工质的流动而向前传递的一种能量，不是工质本身具有的能量。 ∴ 流动工质传递的总能量: 流动工质本身的储存能 E 流动功(推动功) Wf 即: