c6化工過程的能量分析-免費(fèi)閱讀
【正文】 求此過程的理想功、損失功及熱力學(xué)效率 ηT 。 例例 題題 67 試求 298K 的水變?yōu)?273K 的冰時的理想功，設(shè)環(huán)境的溫度 T0 分別為 298K和 248K，過程是穩(wěn)定流動過程。（ 642）代入式（ 642），因?yàn)?狀態(tài)變化相同狀態(tài)變化相同（ 643） 式中， Q 為體系在實(shí)際過程中與溫度為 T0 的環(huán)境所交換的熱量 。 必須指出，理想功和可逆功并非同一個概念。它包括可以利用的功及體系對抗大氣壓力 p0 所作的膨脹功 p0⊿ V。 目前進(jìn)行化工過程熱力學(xué)分析的方法大致有 兩種 ： 理想功理想功 體系從一個狀態(tài)變到另一狀態(tài)時，可以通過各種過程來實(shí)現(xiàn)。熵產(chǎn)生封閉系統(tǒng)熵產(chǎn)生減少了系統(tǒng)對外做功的能力。 對 于 孤孤 立體系立體系 （將體系與 環(huán) 境加在一起）， δQ ＝ 0， 則 式（ 631） 變?yōu)椋?632）或 因?yàn)槭墙^熱過程，體系與環(huán)境之間沒有熱量的交換：對 不可逆絕熱過程 ，根據(jù)熵增原理：例題例題 63 64 熵平衡熵平衡 以熱力學(xué)第一定律為指導(dǎo) ,以能量方程式為依據(jù)的能量恒算法在分析與解決工程上的問題是十分重要的 ,它從 能量轉(zhuǎn)換的數(shù)量關(guān)系 評價過程和裝置在能量利用上的完善性；然而它對于揭示過程不可逆引起的能量損耗，則毫無辦法。將式（ 625）整理后得 若可逆熱機(jī)在高溫?zé)嵩粗晃諢o限小的熱量，而在低溫?zé)嵩粗环懦鰺o限小的熱量，構(gòu)成一無限小的可逆循環(huán)，此時可得（ 627）（ 626）任何一個可逆過程循環(huán)，可以看成由無限多個微小的Carnot循環(huán)組合而成。 循環(huán)過程產(chǎn)生的功循環(huán)過程產(chǎn)生的功 W 和從高溫?zé)嵩次盏暮蛷母邷責(zé)嵩次盏臒崃繜崃?Q1 之比稱為熱機(jī)的效率之比稱為熱機(jī)的效率 η（ 623）（ 624）在研究和改進(jìn)熱機(jī)的過程中，需要知道什么樣的循環(huán)熱效率最高？影響熱效率的因素有哪些？如何得到最高的循環(huán)效率呢？ Carnot定理回答了這些問題。氣體在絕熱不做外功的流動過程中，如蒸汽噴射泵及高壓蒸汽在汽輪機(jī) 噴嘴 中的噴射是否存在軸功 ?位能是否變化 ?否否是否和環(huán)境交換熱量 ? 通?？梢院雎允剑?613）可簡化得到絕熱穩(wěn)定流動方程式 此式表明，氣體在絕熱不做軸功的穩(wěn)定流動過程中，動能的增加等于其焓值的減小?，F(xiàn)討論幾種常見情況。252。 由于存在溫差以外的其它勢差而引起體系與環(huán)境之間傳遞的能量叫做 功功 。 第第 六六 章章 化工過程的能量分析化工過程的能量分析 能量恒算方程 理想功、損失功和熱力學(xué)效率 有效能 和 無效能 有效能 恒算和有效能分析 本章 運(yùn)用運(yùn)用 熱力學(xué)的第一與第二定律，應(yīng)用理想功、 損失功、有效能 和無效能 等概念對化工過程中能量的轉(zhuǎn)換、傳遞與使用進(jìn)行熱力學(xué)分析， 評價評價 過程或裝置能量利用的有效程度，確定其能量利用的總效率， 揭示揭示 出能量損失的薄弱環(huán)節(jié)與原因，為分析、改進(jìn)工藝與設(shè)備，提高能量利用率指明方向。 需要指出：需要指出：v 熱和功不是狀態(tài)函數(shù) ，熱和功是能量的傳遞形式。 物質(zhì)的能量（以 1kg為基準(zhǔn)）1. 熱力學(xué)能： U 分子尺度層面上的物質(zhì)內(nèi)部 的能量2. 動能： EK=1/2u23. 勢能（位能）： Ep=gZ252。 ① 流體流經(jīng) 壓縮機(jī)、膨脹機(jī) ，進(jìn)、出口之間的動能變化、位能變化與焓變相比較，其值很小，可忽略不計(jì)。 （ 622）例題例題 61 62 熱功轉(zhuǎn)化熱功轉(zhuǎn)化 功可以全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊?，而熱要全? 轉(zhuǎn)變?yōu)楣Ρ仨毾耐獠康哪芰浚@已為大量實(shí)踐所證明。 Carnot定理定理 所有工作于 相同 等溫?zé)嵩春偷葴乩湓粗g的熱機(jī)，以可逆機(jī)效率為最大； 所有工作于相同 等溫?zé)嵩春偷葴乩湓粗g的可逆機(jī)其效率相等，與工作介質(zhì)無關(guān)。因此，只要將式（ 627）沿著某一 可逆循環(huán) 過程作循環(huán)積分，就得到此循環(huán)的表示式（ 628）對于任何不可逆循環(huán)
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