最终版机械热力学第04章.ppt

水蒸气的热力过程 任务： 确定初终态参数， 计算过程中的功和热 在p-v、T-s、h-s图上表示 热力过程： p s T v T-s图 x=定值 ? c x=0 x=1 p=定值 T s C点； 上界线 x=1；下界线 x=0； 等干度线；等压线； 相区：湿区、过热区； 已知两个状态参数可求其它； 多用于分析水蒸汽循环。 h-s 图（莫里尔图）：有效分析热和功　 定t线 定p线 定x线 过热蒸汽区：定压线、定温线； 湿区：定压线、定干度线。 注意与理想气体过程的区别 第一定律与第二定律表达式均成立 理想气体特有的性质和表达式不能用 可逆 水蒸气的定压过程 q = ?h wt = 0 3 4 2 p v 1 例：锅炉中，水从30℃ ，4MPa, 定压加热到450 ℃ q = h2-h1 ts(4MPa)=250.33℃ 锅炉、换热器 水蒸气的定压过程 例：水从30℃ ，4MPa, 定压加热到450 ℃ q = h2-h1 2 T s h s 2 h1 = 129.3 kJ/kg h2 = 3330.7 kJ/kg h2 h1 1 3 4 1 4 3 =3201.4kJ/kg 水蒸气的绝热过程 p1 2’ p v p2 不可逆过程： 汽轮机、水泵 1 2 可逆过程： s 1 2 1 2’ q = 0 水蒸气的绝热过程 汽轮机、水泵 q = 0 2’ 1 2 T s 不可逆过程： 可逆过程： s p1 p2 水蒸气的绝热过程 汽轮机、水泵 q = 0 h s 不可逆过程 可逆过程： s p1 p2 2 1 h1 h2 h2’ 2’ 大连理工大学机械工程学院振动所 * 第四章 理想气体的热力过程 (ideal gas thermodynamics process) §4-1 研究热力过程的目的及一般方法 目的：1.状态参数的变化规律； 2.能量转化的分析。 解决的问题：1.过程方程 p=f(v)； 2.状态参数变化的计算，即求 3.过程的热和功； 4.过程的p-v图和T-s图，它们能表示状态参数的变化规律及功和热，即前三项。 研究热力学过程的依据 2) 理想气体 3)可逆过程 1) 第一定律 方法：把实际过程抽象为可逆过程进行分析。 §4-2 定容过程 dv=0 §4-3 定压过程 dp=0 §4-4 定温过程 dT=0 §4-5 定熵过程 ds=0 四种典型的热力过程，都有一个参数不变，分析简单，又有实际意义。 注意热力过程的多样性，因为状态变化就是热力过程，故过程远不止这些这四种。 一）过程方程 §4-2 定容过程 初、终状态间参数的关系 根据 及状态方程 得： 二）过程方程在p-v图及T-s图上表示 1 2 0 0 2 1 因为定值比热容： 过程曲线： 1、p-v图上是与横坐标垂直的直线 2、T－s图上定值比热容时 是一条对数曲线 放热 加热 T－s图上， 1-2 是定容吸热过程线，指向右上方，是吸热升温增压过程。 1-2‘是定容放热过程线，指向左下方，是放热降温减压过程。 三) w，wt和q 由于 则过程功 过程热量 技术功 一）过程方程 §4-3 定压过程 初、终状态间参数的关系 根据 及状态方程 得： 工程实例：加热器、冷却器、燃烧器、锅炉等 P 1 2 0 0 2 1 二）过程方程在p-v图及T-s图上表示 由于定值比热容 过程曲线：1、p-v图上 是一条水平直线 2、T-s图上 定值比热容时上也是一条对数曲线 加热 放热 1-2 是定压吸热过程线，指向右上方，是吸热升温膨胀过程。 1-2‘是定压放热过程线，指向左下方，是放热降温压缩过程。 定压线与定容线比较：定压线更平坦些（为什么？） s T p v 三) w，wt和q 由于 则过程功 过程热量 技术功 理想气体 即任何工质在定压过程中吸入的热量等于焓增，或放出的热量等于焓降。 一）过程方程 §4-4 定温过程 初、终状态间参数的关系 根据 及状态方程 得： 或 二）过程方程在p-v图及T-s图上表示 0 0 2 1 过程曲线： 1. p-v图上是一条等轴双曲线 2.T-s图上是水平直线 2 1 q0 q0 w0 w0 三) Δu、Δh、Δs?及w，wt和q 过程功 由于理想气体的热力学能和焓都只是温度的函数 故定温过程 过程熵变 过程热量 技术功 可见，理想气体定温过程的热量与