热力系统第二部分.ppt

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1、热力系统第二部分现在学习的是第1页，共34页一般过程一般过程 Processp1=p0+重物重物p，Tp0T1=T0突然去掉重物突然去掉重物最终最终p2=p0T2=T0pv12.现在学习的是第2页，共34页准平衡过程准平衡过程Quasi-static processp1=p0+重物重物p，Tp0T1=T0假如重物有无限多层假如重物有无限多层每次只去掉无限薄一层每次只去掉无限薄一层pv12.系统系统随时随时接近于平衡态接近于平衡态现在学习的是第3页，共34页准平衡过程（准静态过程）：定义若过程进行的相对缓慢，工质在平衡被破坏后自动回复平衡所需的时间很短，工质有足够的时间来恢复平衡，随时都不显著偏

2、离平衡状态。由一系列连续的平衡态组成的过程现在学习的是第4页，共34页实现条件1、压力差的作用、压力差的作用2、温差的作用、温差的作用P1Pext1AP1A若若f=0，P=（P1-Pext1）0若若f0，P=（P1-（Pext1+f/A）)0T=（T1-Text1）0现在学习的是第5页，共34页实际工程都是不平衡过程，准平衡过程是一种理想状态 实际过程中哪些过程可近似看做准平衡过程呢？分析准平衡过程的特点现在学习的是第6页，共34页特点准平衡过程是实际过程进行的足够缓慢的极限过程 由不平衡建立新平衡所需的时间过程进行所用的时间破坏平衡所需时间破坏平衡所需时间（外部作用时间）（外部作用时间）恢复

3、平衡所需时间恢复平衡所需时间（驰豫时间）（驰豫时间）现在学习的是第7页，共34页准平衡过程的工程应用准平衡过程的工程应用例：例：活塞式内燃机活塞式内燃机 2000转转/分分 曲柄曲柄 2冲程冲程/转，转，0.15米米/冲程冲程活塞运动速度活塞运动速度=2000 2 0.15/60=10 m/s压力波恢复平衡速度（声速）压力波恢复平衡速度（声速）350 m/s破坏平衡所需时间破坏平衡所需时间（外部作用时间）（外部作用时间）恢复平衡所需时间恢复平衡所需时间（驰豫时间）（驰豫时间）一般的工程过程都可认为是一般的工程过程都可认为是准静态过程准静态过程具体工程问题具体分析。具体工程问题具体分析。“突然突

4、然”“缓慢缓慢”现在学习的是第8页，共34页可逆过程1、可逆过程：（1）工质沿相同的路径进行；（2）回复到原来状态（3）外界也回复到原来状态而不留下任何变化准平衡过程有：准平衡过程有：（P1-（Pext1+f/A）)0（T1-Text1）0ppext1212得功得功W耗功耗功Wf=0pv12现在学习的是第9页，共34页1、可逆过程的条件（1）准平衡过程；（2）过程中没有任何耗散（f=0、无热阻、无电阻等）准平衡过程准平衡过程 +无耗散效应无耗散效应 =可逆过程可逆过程现在学习的是第10页，共34页引入可逆过程的意义引入可逆过程的意义 准平衡过程是实际过程的准平衡过程是实际过程的理想化理想化过程

5、，但并非过程，但并非最优最优过程，过程，可逆过程是可逆过程是最优最优过程。过程。可逆过程的功与热可逆过程的功与热完全完全可用可用系统内系统内工质的工质的状态参数状态参数表达，表达，可不考虑系统与外界的复杂关系，易分析。可不考虑系统与外界的复杂关系，易分析。实际过程不是可逆过程，但为了研究方便，先按实际过程不是可逆过程，但为了研究方便，先按理想理想情况情况（可逆过程可逆过程）处理，用系统参数加以分析，然后考虑不可）处理，用系统参数加以分析，然后考虑不可逆因素加以逆因素加以修正。修正。现在学习的是第11页，共34页例 判断下面哪些过程是可逆的？哪些是不可逆的？哪些是可以可逆的？说明理由。1、对刚性

6、容器内的水加热，使水在恒温下蒸发。2、对刚性容器内的水做功，使水在恒温下蒸发。3、对刚性容器中的空气缓慢加热，使空气从50升高到100。现在学习的是第12页，共34页Heat transfer常见的不可逆过程常见的不可逆过程不等温传热不等温传热T1T2T1T2Q节流过程节流过程 (阀门）阀门）p1p2p1p2Frequently encountered irreversibilitiesThrottler现在学习的是第13页，共34页常见的不可逆过程常见的不可逆过程混合过程混合过程自由膨胀自由膨胀真空真空Frequently encountered irreversibilitiesUnres

7、trained expansionMixing process现在学习的是第14页，共34页2、过程功过程功ppextdx过程功：过程功：W=F dxpv12可逆过程，可逆过程，W=F dx=pAdx=pdV W=pdV微功形式微功形式 过程功形式过程功形式可逆过程可逆过程现在学习的是第15页，共34页2、过程功过程功pv12dv示功图示功图2）p-V 图上用图上用面积面积表示表示3）功的大小与路径有关，功的大小与路径有关，过程量过程量Path function4）统一规定：统一规定：dV0，膨胀，膨胀 对外作功（对外作功（正正）dV 0 dS 0系统系统放热放热时为时为负负 Q 0 dS 0

8、4、用途：用途：判断热量方向判断热量方向 计算可逆过程的传热量计算可逆过程的传热量现在学习的是第22页，共34页示功图与示热图示功图与示热图pVWTSQ 示功图示功图示热图示热图现在学习的是第23页，共34页4、热力循环、热力循环Cycle要实现要实现连续连续作功，必须构成作功，必须构成循环循环定义：定义：热力系统中的工质经过热力系统中的工质经过一系列变化回到初态的闭合一系列变化回到初态的闭合过程，称为过程，称为热力循环热力循环。锅锅炉炉汽轮机汽轮机发电机发电机给水泵给水泵凝凝汽汽器器过热器过热器pv132循环中所有过程均可逆循环中所有过程均可逆循环由过程构成循环由过程构成不可逆循环不可逆循环

9、可逆可逆过程过程不可逆不可逆循环循环可逆循环可逆循环逆向循环逆向循环循环循环正向循环正向循环现在学习的是第24页，共34页正循环正循环动力循环动力循环Power cycle顺时针循环顺时针循环v134p2s7T586净效应：净效应：对外作功对外作功净效应：净效应：吸热吸热现在学习的是第25页，共34页顺时针循环顺时针循环wnet高温热源高温热源q1q2低温热源低温热源锅锅炉炉汽轮机汽轮机发电机发电机给水泵给水泵凝凝汽汽器器过热器过热器q1q2现在学习的是第26页，共34页逆循环逆循环动力循环动力循环Power cycle逆时针循环逆时针循环v132p4s7T568净效应：净效应：对内作功对内作

10、功净效应：净效应：放热放热现在学习的是第27页，共34页逆时针循环逆时针循环wnet高温热源高温热源q1q2低温热源低温热源现在学习的是第28页，共34页第一章第一章 小小 结结 Summary基本概念：基本概念：热力系热力系 平衡态平衡态 准平衡过程、可逆过程准平衡过程、可逆过程 过程量、状态量、状态参数过程量、状态量、状态参数 功量、热量、熵功量、热量、熵 p-V图、图、T-S图图 循环、评价指标循环、评价指标现在学习的是第29页，共34页重点与难点1、热力系统与工质2、平衡状态和状态参数3、准平衡过程4、可逆过程5、过程功：6、过程热量：7、热力循环现在学习的是第30页，共34页可逆过程

11、与平衡过程的区别和联系可逆过程与平衡过程的区别和联系可逆过程可逆过程一定是一定是平衡过程平衡过程平衡过程平衡过程不一定是不一定是可逆过程可逆过程可逆过程可逆过程平衡过程平衡过程无耗散无耗散可逆过程可逆过程完全理想，以后均用完全理想，以后均用可逆过可逆过程程的概念。的概念。准平衡过程准平衡过程很少用。很少用。现在学习的是第31页，共34页 例二 一蒸汽动力厂，锅炉的蒸汽产量D=180103kg/h，输出功率P=5500KW，全厂耗煤G=19.5t/h，煤的发热值为QH=30103kJ/kg，蒸汽才锅炉中的吸热量q=2680kJ/kg.。求（1）该动力厂的热效率；（2）锅炉的效率。（1）解：煤的总发热值为：（2）解：蒸汽总吸热量：现在学习的是第32页，共34页CBA现在学习的是第33页，共34页第一章第一章 结束结束End of Chapter one现在学习的是第34页，共34页