c6化工過程的能量分析(存儲(chǔ)版)
【正文】 因此將式 (628)和式 (629)合并 ,得（ 630） 式中符號(hào) 表示循環(huán)過程； 稱為微分過程的熱溫商。 根據(jù)熱力學(xué)第二定律，能量的傳遞和轉(zhuǎn)換必須加上一些 限制 。熵產(chǎn)生越大，造成 能量品位降低 越多。當(dāng)經(jīng)歷的過程不同時(shí)，其所能產(chǎn)生（或所消耗）的功是不同的，一個(gè)完全可逆的產(chǎn)功過程可產(chǎn)出最大有用功；而一個(gè)完全可逆的需功過程，僅消耗最小功。后者無法加以利用，沒有技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在計(jì)算理想功時(shí)應(yīng)把這部分功除外；相反，在壓縮過程中，接受大氣所給的功是很自然的，并不需要為此付出任何代價(jià)。理想功是可逆有用功， 并不等于可逆功 由式可知， 穩(wěn)流過程的理想功僅決定于體系的初態(tài)與終態(tài)以及環(huán)境的溫度，而與具體的變化途徑無關(guān)。 由于環(huán)境可以視為熱容量極大的恒溫?zé)嵩?，所?Q 雖是實(shí)際過程中所交換的熱量，對(duì)環(huán)境來說，可視為可逆熱量，⊿ S環(huán)境 ＝－ Q/T0（因環(huán)境所吸入或放出的熱量，其數(shù)值與體系放出或吸入的相等而符號(hào)相反），所以代入式（ 643），得 按照熱力學(xué)第二定律， ⊿ Sg ≥0，則 上式表明損失功也是過程可逆與否的標(biāo)志，當(dāng) WL＝ 0，過程可逆； WL 0，過程不可逆。解： 從熱力學(xué)性質(zhì)圖表查出水在不同狀態(tài)時(shí)的焓值和熵值（不考慮壓力的影響）如下表所示。解： 從水蒸汽的熱力學(xué)性質(zhì)表，查得 、484℃ 時(shí)的過熱水蒸汽的焓、熵值為 若蒸汽在透平機(jī)中作可逆絕熱膨脹，則熵值不變，即 S2’ = S1。由于隔熱不好，每 kg的蒸汽有 的熱量散失于 20℃ 的環(huán)境。 對(duì)Wid 、 WL 和 ηT 進(jìn) 行 計(jì) 算，搞清在 過 程的不同部位 WL 的大小， 這 是化工 過 程 進(jìn) 行 熱 力學(xué)分析的內(nèi)容，從而指導(dǎo) 化工 過 程的 節(jié) 能改 進(jìn) 。 氮?dú)庠?穩(wěn)定流動(dòng)過程 中的理想功，按式（ 641）代入有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算 而（ 613）（ 640） 損失功損失功 損失功損失功 狀態(tài)變化相同 時(shí)，實(shí)際過程比完全可逆過程少產(chǎn)生的功或多消耗的功。過程做的功無關(guān)，也與該實(shí)際過程是否作功無關(guān)。將式（ 637）代入式（ 636），即得 （ 637） 式中 WR 為體系對(duì)環(huán)境或環(huán)境對(duì)體系所做的可逆功。n有效能分析法： 將 熱力學(xué)第一定律，熱力學(xué)第二定律結(jié)合起來，對(duì)化工過程每一股物料進(jìn)行分析，是用有效能效率評(píng)價(jià)。熵產(chǎn)生是由于過程的 不可逆性 而引起的那部分熵變。 即孤立體系經(jīng)歷一個(gè)過程時(shí)，總是自發(fā)地向熵增大的方向進(jìn)行，直至熵達(dá)到它的最大值，體系達(dá)到平衡態(tài)。 熵函數(shù)熵函數(shù) 熵與熵增原理熵與熵增原理 從 Carnot 循環(huán)的熱效率表達(dá)式（ 625）可以導(dǎo)出熱力學(xué)函數(shù)熵的表達(dá)式。高溫?zé)嵩? T1低溫?zé)嵩? T2 由此可以看出 ,從高溫?zé)嵩次盏臒崃恐?，沒有完全轉(zhuǎn)化為功，必有一部分能量要排放到低溫?zé)嵩粗腥?。?dòng)能是否變化?（ 618） ③③ 流體經(jīng)過節(jié)流膨脹、絕熱反應(yīng)、絕熱混合等 絕熱過程 時(shí)是否存在軸功 ?位能是否變化 ?通?？梢院雎苑穹袷欠窈铜h(huán)境交換熱量 ? 通常可以忽略等焓過程即（ 618）換熱設(shè)備即：若取整個(gè)換熱器作為體系，忽略與環(huán)境交換的熱量（熱損失為零）：假設(shè)流動(dòng)過程為可逆， dU=δQ pdV，代入上式，得 H = U + pV， dH = dU + pdV + Vdp 將此式代入（ 615）④④ 機(jī)械能平衡方程在應(yīng)用于無粘性和不可壓縮流體，且流體與環(huán)境沒有軸功交換時(shí)，就得到了著名的 Bernoulli方程（ 620）（ 622） ⑤⑤ 可壓縮性流體急速變速的穩(wěn)態(tài)流動(dòng)。p1,T1,V1,U1， H1p2,T2,V2,U2， H2QWSZ1Z2u2u1單位： J/kg一些常見的屬于穩(wěn)流體系的裝置噴嘴擴(kuò)壓管節(jié)流閥透平機(jī)壓縮機(jī)混合裝置換熱裝置 化工生產(chǎn)中，絕大多數(shù)過程都屬于穩(wěn)流
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