第1章 工程热力学基础.pptVIP

* 2、制冷原理 定熵压缩过程1-2：气态制冷剂进入压缩机压缩，变成过热蒸汽，温度压力同时升高； 定压放热过程2-3：过热蒸汽进入冷凝器向环境放热，凝结成饱和液体，温度下降； 绝热节流过程3-4：高压制冷剂液体，经膨胀阀进行绝热膨胀降压，同时温度继续下降； 定压吸热过程4-1：低温制冷剂液体在蒸发器内吸热蒸发，在出口变成饱和蒸汽。 * 3、冷库制冷系统主要设备： （1）活塞式压缩机 压缩机是制冷机的主要（设备）机器，它的主要功用是吸取蒸发器中的低压低温制冷剂蒸汽，将其压缩成高压高温的过热蒸气。 * （2）冷凝器 作用：使高压高温的过热蒸汽冷却，冷凝成高压液态，并将热量传递给周围介质（水或空气）。 冷凝器按其结构及冷却介质的不同，可分为壳管式、淋水式、双管对流式、组合式、蒸发式、空气冷却式等。 冷水塔 冷凝器 油分离器 * （3）膨胀阀 膨胀阀又称节流阀，作用是降低制冷剂的压力和温度，并控制制冷剂的流量。 高压液态制冷剂通过膨胀阀时，经节流而降压，部分液体制冷剂蒸发吸热，而使本身的温度降低。 分为手动节流阀和热力节流阀两种。手动膨胀阀结构类似普通截止阀。 * （4）蒸发器 蒸发器是制冷系统的四大重要部件之一。 蒸发器布置在冷库内，制冷剂通过蒸发器管束吸热，冷却周围空气，达到制冷目的。 常用的蒸发器有立管式及卧式两种。 * （二）吸收式制冷 1、循环装置 冷凝器； 节流阀； 蒸发器； 吸收器-发生器-液泵（取代压缩式制冷的压气机）。 空调制冷：水（制冷剂）+溴化锂 （吸收剂）； 冷库制冷：氨（制冷剂）+水（吸收剂） 吸收式制冷采用两种沸点相差较大的物质组成的二元溶液，其中沸点低的物质为制冷剂，沸点高的物质为吸收剂。 * 2、工作原理 （1）制冷剂循环： 吸收器中，溴化锂溶液吸收来自蒸发器的水蒸气，释放的溶解热，由冷却水带走。稀释的溴化锂溶液经过液泵加压后送入蒸气发生器； 蒸气发生器内，溴化锂溶液被加热，水蒸汽溶解度下降，逸出形成高压水蒸汽，进入冷凝器。 （2）溴化锂循环： 蒸气发生器中水蒸气蒸发后的高浓度溴化锂溶液，经调节阀节流降压后流回吸收器重新利用。 * 3、吸收式制冷循环应用 能量转换本质：与压缩式制冷不同，吸收式制冷是通过消耗热能，实现热量从低温物体传向高温物体； 特点：循环耗功很小，主要消耗外来的低温热能； 应用：装置较大，主要用于有低温余热的场合。 溴化锂吸收式制冷机组 * * 2、稳定流动开口系统的表达式 ,kJ △H —进出口焓变化； ?Wi ?Q h1 z1 z2 cf1 基准面 dEcv cf2 h2 ,kJ/kg —动能变化； —位能变化； Ws —系统输出轴功。 * [例题1]、进入某汽轮机的新蒸汽比焓为h1=3441kJ/kg，流速为c1=50m/s。由汽轮机排出的乏汽的比焓降为h2=2248kJ/kg，流速为c1=120m/s。 设通过汽轮机的蒸汽流量为50吨/小时。 求：该汽轮机的功率。 解：根据稳定流动开口系能量方程， 得， 汽轮机功率： * 二、热力学第二定律 与热力学能相关的能量传递和转化过程，都具有方向性，如传热、自由膨胀等。 自发过程：能够自动进行，不需要附加条件； 非自发过程：自发过程的反方向过程，需要在一定的附加条件才能进行； 热力学第二定律研究内容： 研究能量传递和转换的方向、条件与转换限度。 （一）热力学第二定律的研究内容 * 非自发过程条件分析： 热量从低温热源传到高温热源，为非自发过程。 在制冷循环中，通过消耗机械能，实现热量从低温热源传导高温热源。消耗机械能就是附加条件。 能量转换分析： 非发过程的进行需要伴随一个自发过程才能进行 。 结论： * （二）热力学第二定律的表述 1、克劳修斯论述 1850年，克劳修斯指出“热不可能自发地、不付代价地从低温物体传向高温物体”。 2、开尔文论述 1851年，开尔文指出：“不可能制造出从单一热源吸热，将之全部转化为功，而不留下其他变化的热力发动机”。 非发过程的进行需要伴随一个自发过程才能进行 。 * 永动机： 第一类永动机：不消耗能源而不断做功的机器（违反热力学第一定律）； 第二类永动机：从单一热源吸热，将之全部转化为功的热力发动机（违反热力学第二定律）。 1775年法国科学院通过决议，宣布永不接受永动机，现在美国专利及商标局严禁将专利证书授予永动机类申请。 热力学第二定律的表述： 第二类永动机不可能实现。 * （三）热力学第二定律的表达式 1、熵参数形式 对于孤立系统： 孤立系统热力过程向熵增加的方向进行。 2、火用参数形式 热力学第二定律：能量转换前后火用损失总是正值 （火用值下降，能质蜕变）。 * 1-4 热力过程与热力循环 一、热力过程 热力学