化工热力学 ch5 纯流体的热力学性质

《化工热力学 ch5 纯流体的热力学性质》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第六章蒸汽动力循环与制冷循环1本章主要内容6.1气体的压缩过程6.2膨胀过程6.3蒸汽动力循环6.4制冷循环过程26.1气体的压缩过程讨论气体压缩过程中状态变化规律和以及压缩过程中所需的功和传递的热气体的压缩一般有等温、绝热和多变三种功的计算：1、非流动的情况下，压缩所需外功（可逆）：2、流动的情况下，理论轴功的计算有两种方法：①②按热力学第一定律的能量衡算计算，忽略过程动能和位能的变化该方法适应于可逆和不可逆的过程3一、等温压缩过程体系在保持恒温的情况下，进行压缩，则该过程为等温压缩过程1、理想气体P2T12P1PSV12P1P22/2/2//2//4等温过程中，流动非流动过程中理论功

2、和传递的热都相等结论2、真实气体5二、绝热压缩过程体系与环境之间无热交换的情况下，进行压缩，则该过程为绝热压缩过程。Q=01、理想气体P2T12P1PSV12P1P22/2/2//2//62、真实气体利用热力学第一定律：由于Q＝0则7三、多变压缩过程实际的压缩过程中，如果压力和体积的关系可用P2T12P1PSV12P1P22/2/2//2//表示，则称为多变压缩多变压缩是有规律压缩的总称。81、理想气体92、真实气体按一般的方法计算比较结论10四、多级压缩中间冷却过程多级压缩中间冷却过程，就是将气缸－冷却器－气缸－冷却器－气缸……，依次连接起来，使气体在气缸里被多次压缩，而每压缩一次就经

3、过冷却器冷却到初温，然后到下一级压缩，直到预期的压力。11例6.1工程上要求一压气机每小时提供压力为40*105Pa的压缩空气120kg,进气压力为1.013*105Pa，温度为20℃，此过程为多变压缩,m=1.2,如果采用单级压缩、两级压缩，中间冷却。试计算压送每千克空气的理论压气功，压缩机消耗的功率以及空气的终温。解：单级12两级压缩：136.2节流膨胀与作外功的绝热膨胀一.节流膨胀过程高压流体经过节流阀后迅速膨胀到低压的过程称为节流膨胀。1.特点：等焓过程由热力学第一定律：Q=0（来不及传热），Ws=0（不做功）若忽略掉动能、位能的影响∴ΔH=0对于H=f（T，P）∵P发生变化∴T

4、也随之发生变化14（1）定义式流体节流时，由于压力变化而引起的温度变化，称为微分节流效应2.微分节流效应（焦汤效应）（6-12）数学式：节流过程：∵H=f（T，P）15（6-13）时，故16(2)节流膨胀致冷的可能性①对理想气体=0∵PV=RTV=RT/P这说明了理想气体在节流过程中温度不发生变化17②真实气体有三种可能的情况，由定义式知当μJ>0时，表示节流后压力下降，温度也下降致冷当μJ=0时，表示节流后压力下降，温度不变化当μJ<0时，表示节流后压力下降，温度上升，致热不产生温度效应18（3）   结论①   节流膨胀过程的主要特征是等焓过程；②   理想气体节流时温度不变，不能用

5、于致冷、致热；③   真实气体节流效应取决于气体的状态，在不同的状态下节流，具有不同的微分节流效应值。193转化点，转化曲线转化点：当时，（T，P）所对应的点。图示：致冷区PT等H线μJ>0μJ<0μJ=0T↗致热区T↘转化曲线:将各转化点联结起来所组成的曲线.在转化曲线左侧，等焓线上，随P↘，T↘，μJ>0，致冷区在转化曲线右侧，等焓线上，随P↘，T↗，μJ<0，致热区转化线上,μJ=0204积分节流效应（6-14）积分节流效应的求法:三种（1）公式法若p变化不太大，μJ为常数若p变化大，μJ不为常数，用式（6-14）计算，但很麻烦，一般不用。21(2)T-S图法P1P2T1T2ST(

6、3)利用经验公式估算对于空气，当压力变化不太大时，不考虑温度的影响，可直接按下式近似估算：式中：压力单位为大气压atm，温度单位为热力学温度开尔文。对于不同的流体，其表达式不同。等H线22二.对外作功的绝热膨胀1.可逆绝热膨胀特点：等熵过程(1)微分等熵温度效应定义式：（6-15）(2)等熵膨胀致冷的可能性对于定组成单相体系，自由度为2，S=f（T，P）对于等熵过程：23∴μS恒大于0（Maxwell第一关系式）（6-16）说明了任何气体在任何状态下经绝热膨胀，都可致冷。这与节流膨胀不同。24这就说明了在相同条件下等熵膨胀系数大于节流膨胀系数,因此由等熵膨胀可获得比节流膨胀更好的致冷效果

7、.将（6-16）式与（6-13）式比较，得∵任何气体均有V>0Cp>0∴恒大于零.25①利用积分等熵温度效应(3)积分等熵温度效应等熵膨胀时，压力变化为有限值所引起的温度变化，称之。计算积分等熵温度效应的方法有4种：②理想气体的积分等熵温度效应ΔTS26在有T-S图时，最方便的方法是由T-S图读取ΔTS对于理想气体绝热可逆过程③T-S图法P1P2T1T2TS27④用等焓节流效应计算若Cp=const282.不可逆对外做功的绝热膨胀对