闭口系能量方程.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 二、技术功 技术功 对微元过程 对可逆过程 技术功在示功图上的表示 三、理想气体焓变的计算 用定值比热计算: 用平均比热计算 : 适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程 用真实比热计算 理想气体组成的混合气体的焓： 例题3-4 某气体在压气机内被压缩，压缩前的参数：p1=100Kpa，v1=0.845m3/kg，压缩后： p2=800Kpa，v2=0.175m3/kg。设压缩过程每千克气体热力学能增加150kJ，同时向外放热50kJ，压气机每分钟产生压缩气体10kg。求： （1）压缩过程对每kg气体所做的压缩功； （2）每产生1kg压缩气体所需的轴功； （3）带动此压气机要用多大功率的电动机； （4）压缩前后气体的焓变。 一、汽轮机等动力机械 q = Δh + wt q = Δh + Δc2 / 2 + gΔz + ws 现 q = 0; Δc2 = 0; Δz = 0 故 ws = -Δh = h1 - h2 c1 c2 §6 稳定流动能量方程的应用 二、压气机、泵和风机 q = Δh + Δc2 / 2 + gΔz + ws 现 q = 0 Δc2 = 0 Δz = 0 故 -ws = Δh = h2 - h1 三、锅炉和各种热交换器 q = Δh +ws 现 ws = 0 ∴ q = Δh = h2 - h1 cf2 cf1 近似为0 四、喷管 q = Δh + Δc2 / 2 + gΔz + ws 现 q = 0 Δz = 0 ws = 0 c1 c2 五、绝热节流 q = Δh + Δc2 / 2 + gΔz + ws 现 q = 0 wt = 0 故 Δh = 0 即 h1 = h2 c1 c2 例题3-5 流体以c1=3m/s的速度通过直径7.62cm的管路进入动力机，进口处h1=2558.6kJ/kg，热力学能2326kJ/kg，压力p1=689.48kPa，动力机出口h2=1395.6kJ/kg。忽略流体动能和位能的变化，求动力机发出的功率，设过程绝热。 例题3-6 空气流量用装在空气管道中的电加热器测量。电加热器前后的空气温度用温度计测量。加热器功率恒定为750W，通电后电加热器前后空气温度t1=15℃， t2=18.1℃。空气加热器后压力116kPa，管径d=0.09m。空气定压比热1.01kJ/（kg.K）。求 ：每小时空气质量流量，及空气加热器后的流速。 t1 t2 风机连同空气加热器，空气进入风机时的参数：p1=100kPa，t1=0℃，风量V=2000m3/h。通过加热器后空气温度t2=150℃，压力保持不变。风机功率P=2kW。设空气比热容为定值，忽略系统散热损失。 风机 加热器 例题3-7 本章重点 本章基本要求 深刻理解热量、储存能、功的概念，深刻理解热力学能、焓的物理意义 理解膨胀（压缩）功、轴功、技术功、流动功的联系与区别 本章重点 熟练应用热力学第一定律解决具体问题 习题：3-3，3-7，3-9，3-12，3-15，3-20 * * * * * * * * * * * * * * * * 第三章 热力学第一定律 §1热力学能和总能 分子动能（移动、转动、振动） 分子位能（相互作用） 核能 化学能 一、热力学能 ? U : 广延参数 [ kJ ] u : 比参数 [kJ/kg] 说明：热力学能是状态量 注意：对理想气体u=f (T) System U z c 二、外部储存能 系统工质与外力场的相互作用 所具有的能量 如：重力位能 以外界为参考坐标的系统宏观运动所具有的能量 如：宏观动能 组成 三、系统的总能 外部储存能 宏观动能 Ek= mc2/2 宏观位能 Ep= mgz 机械能 系统总能 E = U + Ek + Ep e = u + ek + ep 一般与系统同坐标，常用U, dU, u, du ? § 2 系统与外界传递的能量 功 随物质传递的能量 热量 外界热源 外界功源 外界质源 系 统 一、热量 kJ 或 kcal 且l kcal=4.1868kJ 定义： 在温差作用下,系统与外界通过界面传递的能量。 规定: 特点: 是传递过程中能量的一种形式，与热力过程有关 系统吸热热量为正，系统放热热量为负 单位： 二、功 除温差以外的其它不平衡势差所引起的系统与外界传递的能量. 1．膨胀功W： 2.轴功Ws: 在力差作用下，通过系统容积