华北电力大学(北京)工程热力学课件(第六章).ppt

《华北电力大学(北京)工程热力学课件(第六章).ppt》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、工程热力学课件华北电力大学（北京）动力工程系工程热物理教研室制作2005年5月第六章实际气体性质及热力学一般关系式(Behavior of real gases and generalizedthermodynamic relationships)§6–1理想气体状态方程用于实际气体偏差理想气体实际气体压缩因子(compressibility)Z>1=1<1氢不同温度时压缩因子与压力关系实际气体状态变化的特点实际气体—处于离液态不远的蒸气状态，还可能相变转变成液态，不能作为理想气体处理的气体。用实际气体的定温压缩时的情况说明其状态变化的特点。温度较高时，气体状态变化的情况和理想气

2、体的情况接近，如ab线所示。温度降低时，气体状态变化的情况和理想气体的情况差异逐步增大，如ef线所示。温度更低时，压缩过程中有相变发生，如mn线所示。点1-开始有气体相变，生成液体。进一步压缩，气体的容积缩小，更多的气体凝结成液体，但温度和压力保持不变。至点2气体全部变成液体。点1和点2之间的状态为气相和液相共存而处于平衡的状态，称为饱和状态。§6–2范德瓦尔方程和R-K方程一.范德瓦尔方程a,b—物性常数内压力气态物质较小；液态，如水20℃时1.05×108PaVm–b—分子自由活动的空间范.德瓦尔斯状态方程定性分析在（p,T）下，v有三个根一个实根，两个虚根范.德瓦尔斯方程三

3、个不等实根三个相等实根饱和蒸气（或液体）—处于饱和状态的气体（或液体）；饱和压力（或温度）—饱和蒸气或液体所处的压力（或温度）。饱和温度、饱和压力以及饱和蒸气的比体积和饱和液体的比体积具有对应关系。温度↓→饱和压力↓，饱和蒸气比体积↑、饱和液体比体积↓。反之亦反。在某一温度下，饱和蒸气和饱和液体的比体积相同，如c点所示。即饱和蒸气和饱和液体的状态完全相同，这一状态称为临界点。临界点温度、压力、比体积称为临界温度Tc、临界压力pc、临界比体积vc。T>Tc时:只存在气体状态。p>pc时:若T>Tc则为气体状态;若T

4、生气态到液态的转变，则不会出现汽液共存的状态（如gh线所示）。gh9-1范氏方程：1）定性反映气体p-v-T关系；2）远离液态时，即使压力较高，计算值与实验值误差较小。如N2常温下100MPa时无显著误差。在接近液态时，误差较大，如CO2常温下5MPa时误差约4%，100MPa时误差35%；3）巨大理论意义范德瓦尔常数a，b求法1）利用p、v、T实测数据拟合;2）利用通过临界点c的等温线性质求取:临界点p、v、T值满足范氏方程表6-1临界参数及a、b值二、R-K方程a,b—物性常数1）由p，v，T实验数据拟合；2）由临界参数求取三.多常数方程1.B-W-R方程2.M-H方程§6-

5、3维里（Virial）方程1901年，卡.昂尼斯（K.Onnes）提出形式的状态方程拉丁文“力”主要思想考虑分子间作用力或或特点：1）用统计力学方法能导出维里系数；2）维里系数有明确物理意义；如第二维里系数表示二个分子间相互作用；3）有很大适用性，或取不同项 数，可满足不同精度要求。例：R134a的维里型状态方程§6–4对应态原理与通用压缩因子图一.对应态原理(principle of corresponding states)代入范氏方程：可导得范德瓦尔对比态方程对比参数(reducedproperties)：把对比参数及讨论：1）对比态方程中没有物性常数，所以是通用方程；2）

6、从对比态方程中可看出相同的p，T下，不同气体的v不同相同的pr，Tr下，不同气体的vr相同，即各种气体在对应状态下有相同的比体积——对应态原理f(pr,Tr,vr)=03）对大量流体研究表明，对应态原理大致是正确的，若采用“理想对比体积”—Vm'，能提高计算精度。其中临界状态作理想气体计算的摩尔体积二.通用压缩因子和通用压缩因子图2.通用压缩因子图若取Zc为常数，则1.压缩因子图§6–5麦克斯伟关系和热系数理想气体实际气体气体的u，h，s等参数无法直接测量，实际气体的u，h，s也不能利用理想气体的简单关系，通常需依据热力学第一，第二定律建立这些参数与可测参数的微分关系求解。研究热

7、力学微分关系式的目的确定与可测参数（p,v,T,cp)之间的关系，便于编制工质热力性质表。确定与p,v,T的关系，用以建立实际气体状态方程。确定与的关系，由易测的求得。热力学微分关系式适用于任何工质，可用其检验已有图表、状态方程的准确性。一.全微分(total differential)条件和循环关系1.全微分判据设则2.循环关系若dZ=0，则the test for exactness3.链式关系若x，y，z，w中有 两个独立变量，则1.亥姆霍兹函数F（比亥姆霍兹函数f