化工热力学教学课件04理想气体热力过程多学时(高教版).ppt

* * ③当为1n k 的多变压缩时，应有 或 wc,n= ? (q??h)= ? [q+(h1?h2)] ④进口气体状态(P1,T1)和出口压力(P2)相同的条件下，在坐标图上比较3种不同的压缩过程 wt,T wt,s 2s 1 v P P1 2T P2 2n s T 1 2T 2n 2s P1 s2T P2 s2n s2s=s1 wt,T wt,T 1.定温压缩 2.绝热压缩 3.多变压缩(1nk) t1 T1 图中显见T2,T T2,nT2,s ； wc,T wc,nwc,s * * ⑷ 压气机的定温效率和定熵效率 ①定温效率 在进口气体状态、出口压力相同的条件下，可逆定温压气机的功耗wc,T与实际压气机的功耗wc之比 * * ②绝热效率 s T 1 2s 2 P1 P2 在进口气体状态和出口压力相同的条件下，不可逆绝热压气机输出的气体将有较高的温度和较大的熵值 不可逆绝热压气机所消耗的技术功亦较可逆机为大 可逆绝热压气机 wc,s=h2s?h1 不可逆绝热压气机 wc=h2?h1 比较 压气机定熵（绝热）效率 在进口气体状态和出口压力相同的条件下，可逆绝热压气机的功耗与实际绝热压气机的功耗之比 对于定比热容理想气体，有 * * ⑸ 多级压气机的热力过程 多级压气机的前一级将气体压缩后排给后一级，依次逐级接续工作以实现总增压比，达到所要求的出口压力 V P P1 P2 P2 P2 2 2 2 1 3级压缩压气机热力过程 图中示出3级压缩的压气机热力过程 按照各级接续工作的组织关系 若压气机的进口压力为P1，出口压力为P2，各级的出口压力依次为P2 ,P2 ……P2 ,则总增压比与各级增压比之间的关系可由下式导出： 总增压比应等于各级增压比的乘积 * * ⑹ 分级压缩、级间冷却的压气机装置热力过程 为了使压气机中的热力过程尽可能地接近为定温过程，可行的方案是采用多级压缩，并且在各级之间对被压缩工质实行冷却 具体方案是在两级之间设置冷却器，前级排气先经级间冷却器冷却，然后再进入下一工作级进行压缩。 * * s T P1 P2 2 T1 P2 1 2 2 ? P P1 P2 P2 T1 1 2 2 2 两级压缩、级间冷却至初温的压气机过程 图中示出一台两级压缩、级间冷却至初温的压气机装置及其热力过程。 分级压缩的好处 润滑油要求t160~180℃,高压压气机必须分级 省功 * * ·最理想的级间冷却结果为冷却至初温； ·气体级间冷却过程通常理想化为定压放热过程； ·当分级数趋向无限多时，理想压气机的压缩过程趋向为定温过程；实际压气机的工作级数不可能无限多。 ·出于结构上的原因，轴流（透平）式压气机不可能实行级间冷却。 ·多级压缩、级间冷却的结果将可能达到较高的增压比，并会省功和降低排气温度。 对于分级压缩、级间冷却的多级压气机 有一个最佳增压比 省功 中间压力的影响 * * ⑺ 多级压气机的最佳分级方案 能够使压气机功耗最小的分级方案为最佳方案 当两级均为多变压缩，过程指数n相同，中间冷却至初温，即T2 = T1时，压气机的功耗（两级功耗之和）为 以2级压缩为例: 对P2求导，并令 可得最佳分级方案为 最佳中间压力P2,opt应为P1、P2的比例中项，且 * * 由? = ?1 ? ?2 知，最佳分级方案下有 对于k级压缩机，类推可得最佳分级方案为 当级间冷却至初温时，在最佳分级方案下各级功耗及级间放热量均相同。 压气机过程分析作业：4-21 （题目中有一个错字，“经多级压缩”改为“经多变压缩”） ，4-22 * * 试将满足以下要求的多变过程表示在P-v图和T-s图上（先标出四个基本过程）：:(1) 工质膨胀,吸热且升温?；(2) 工质压缩、放热；(3) 工质压缩、吸热且升温；(4) 工质压缩、降温且降压；(5) 工质放热、降温且升压；(6) 工质膨胀且升压。 ? 解： ①n =(?? ~ 1) ； ②n =(?? ~ k) ； ③n =(k ~ +?) ； ④n =(?? ~ 0) ； ⑤n =(0 ~ 1) ； ⑥n =(?? ~ 0) n=k n=0 n=k n=1 n=1 n=0 n=?? n=?? ① ① P v ④ ④ ② ② T s ⑤ ⑤ ③ ③ ⑥ ⑥ * 蒸汽在汽轮机中的膨胀做功 首先是省功 工程热力学1