热量火用和冷量火用.ppt

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1、 1kg氮气由初态氮气由初态p1=0.45MPa、t1=37，经绝热，经绝热节流压力变化到节流压力变化到p2=0.11MPa。环境温度。环境温度t0=17。求：求：节流过程的火用损失；节流过程的火用损失；氮气在相同的初、终态之间变化可得到的最大氮气在相同的初、终态之间变化可得到的最大有用功；有用功；在同样的初、终压力之间进行可逆定温膨胀时在同样的初、终压力之间进行可逆定温膨胀时的最大有用功的最大有用功Rg=0.297kJ/(kgK)例例2.92.9节流过程是指流体（液体、气体）在流道中流经阀门、孔板或多孔堵塞等设备时压力降低压力降低的一种特殊流动过程。如果节流过程中流体与外界没有热量交换就称为

2、绝热节流绝热节流。节流过程是典型的不可逆过程不可逆过程，过程中流体处于非平衡状态。绝热节流过程绝热节流过程绝热节流过程绝热节流过程根据稳定流动能量方程:q=dh+w得出绝热节流前后流体的比焓值不变比焓值不变h h1 1=h=h2 2 T T1 1=T=T2 2由于节流时流体内部存在摩擦阻力损耗，所以它是一个典型的不可逆过程不可逆过程，节流后的熵必定增大熵必定增大。s1s2热量热量火火用用 和 冷量冷量火火用用PPT制作：制作：smilejuan一、一、火火用用 Exergie用来描述用来描述能量可用性能量可用性的热力学参数为的热力学参数为火火用，它表示各用，它表示各种形态的能量中所包含的种形态

3、的能量中所包含的可以转换为功可以转换为功的能量的多少。的能量的多少。不能转变为有用功不能转变为有用功的那部分能量的那部分能量火火无无能量能量=火火用用+火火无无利用利用火火用用的概念来分析热力学问题，可以说明能量转的概念来分析热力学问题，可以说明能量转换和传递过程中其数量和质量的变化关系。换和传递过程中其数量和质量的变化关系。与热量一样，热量的与热量一样，热量的火火用用和和火火无无的大小可以在的大小可以在T-s图上以图上以相应的面积来表示。相应的面积来表示。二、热量二、热量火火用用 The heat exergies在环境温度在环境温度T0确定的条件下，热量确定的条件下，热量Q中最大可中最大可

4、能转变为有用功的部分称为热量能转变为有用功的部分称为热量火火用，以用，以Ex,Q 表表示。示。系统从高温热源系统从高温热源T定温吸热定温吸热Q，其火用，其火用=卡诺循卡诺循环所做的功。环所做的功。TSAnQExQTQT0（1）热量）热量 火火用取决于：用取决于：Q、T、T0（2）热量）热量 火火用为过程量用为过程量（3）热量）热量 火火无除与环境温度有关外，还与无除与环境温度有关外，还与 S有关有关（4）热量）热量 火火用的正、负号与用的正、负号与Q相同：吸热，系统获得了相同：吸热，系统获得了火火用用若系统温度若系统温度T 变化，取微元循环变化，取微元循环微元卡诺循环微元卡诺循环积分：积分：Q

5、的的火火无值：无值：ExdSExQTST0 SAnQ Q二、冷量二、冷量火火用用 The cold heat exergies冷量冷量也是热量，冷量也是热量，冷量火火用是系统低于环境温用是系统低于环境温度时的热量度时的热量火火用。用。从（低于环境温度的）冷源吸收的热量和推导热量和推导热量火火用一样，只要通过在系统和环境用一样，只要通过在系统和环境之间进行的任意可逆方式，就能确定冷量之间进行的任意可逆方式，就能确定冷量火火用，用，可以设想以环境为热源，以系统为冷源，在冷、可以设想以环境为热源，以系统为冷源，在冷、热源之间通过可逆制冷机，消耗外界的有用功，热源之间通过可逆制冷机，消耗外界的有用功，

6、从冷源提取冷量并向热源供热。从冷源提取冷量并向热源供热。供入热源的消供入热源的消耗热量都是耗热量都是火火无，根据火用守恒原则，供给制冷无，根据火用守恒原则，供给制冷机的有用功只可能转换为冷源的机的有用功只可能转换为冷源的火火用。用。当系统在低于环境温度当系统在低于环境温度T0下从状态下从状态1吸收冷量吸收冷量q到达状到达状态态2，冷量，冷量火火用为用为因为因为TT0 随着随着T的增大而增大的增大而增大 冷量冷量火火用用热量热量火火用用热量热量火火用和冷量用和冷量火火用用与温度的关系与温度的关系TT时时，E EQ Q/Q/Q1 1，但远小于但远小于1 1，因为热量，因为热量不可能不可能100%1

7、00%转化为有用功。转化为有用功。TT0TT0时时，随着，随着T T的减低的减低E EX,QX,Q/QQ增大，并且增大，并且E EX,QX,Q/QQ可可以大于以大于1 1，并随，并随T T减小而急剧增大。这表明冷量减小而急剧增大。这表明冷量火火用数用数值上可以大于冷量本身，所以冷量值上可以大于冷量本身，所以冷量火火用更珍贵，超低用更珍贵，超低温系统可以获得很大的有用功。温系统可以获得很大的有用功。v热量热量火火用和冷量用和冷量火火用分别为热量和用分别为热量和冷量固有的性质冷量固有的性质v和热量、冷量一样，热量和热量、冷量一样，热量火火用和冷用和冷量量火火用都是过程量，它们都取决于可用都是过程量，它们都取决于可逆换热时逆换热时系统温度系统温度T的变化规律的变化规律v热量热量火火用和热流的方向一致，而冷用和热流的方向一致，而冷量量火火用和热流的方向相反。所以，热用和热流的方向相反。所以，热量量火火用和热量用和热量火火无都小于热量，而冷无都小于热量，而冷量量火火无总大于冷量，冷量无总大于冷量，冷量火火用可以小用可以小于、等于和大于冷量。于、等于和大于冷量。小结小结THANK YOU!