【正文】 活塞排氣量 (V1V3)（換到進(jìn)氣壓力） 3 4 殘留氣體膨脹 4 1 進(jìn)新氣，狀態(tài)未變 有效進(jìn)氣量（ V1V4） 新 無效 （ 原有氣 ） （ V4V3） 這樣在下一個(gè)吸氣過程開始前，必須等待余隙容積中殘留的高壓氣體膨脹到進(jìn)氣壓力 P1（點(diǎn) 4）時(shí)，才能從外界吸入新空氣。這樣，使 單級(jí)活塞式壓氣機(jī)的增壓比受到了一定限制， 通常其增壓比β≤8～ 9。 。 結(jié)論：余隙使一部分汽缸容積不能被有效利用，升壓比越大越不利。軸功具體計(jì)算公式推導(dǎo)p75 （板書） P７６例 作業(yè) p83 414 1．定溫壓縮軸功的計(jì)算 對(duì)理想氣體定溫壓縮 ,表示消耗的軸功全部轉(zhuǎn)化成熱能向外放出 2．定熵壓縮軸功的計(jì)算 , 按穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流能量方程，絕熱壓縮消耗的軸 功全部用于增加氣體的焓，使氣體溫度升高，該式也適用于不可逆過程 3．多變壓縮軸功的計(jì)算 按穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流能量方程，多變壓縮消耗的軸功部分用于增加氣體的焓，部分對(duì)外放熱，該式同樣適用于不可逆過程 結(jié)論 :定溫過程耗功最少，絕熱過程耗功最多 2p1p 1T2 n2s2pvT2n21Ts2p1ps2 三種壓氣過程軸（技術(shù)）功的計(jì)算 1tT 12ln pw R Tp?n12 ntn 11[ 1 ( ) ]1npw R Tnp????12ts 11[ 1 ( ) ]1kkkpw R Tkp????最小 重要啟示 第五節(jié)活塞式壓氣機(jī)的余隙影響 p76 前面分析的是活塞式壓氣機(jī)的理想壓氣過程。 ? 過程極慢，氣缸冷卻效果很好，機(jī)械功能轉(zhuǎn)換成的熱能隨時(shí)從氣缸壁傳出，氣體的溫度保持不變，屬 定溫壓縮。氣體經(jīng)壓縮后，壓力升高稱為 壓縮氣體 。求：吸熱的終溫和膨脹的終壓。21 時(shí)當(dāng)三．熱力過程中傳遞能量的計(jì)算 （ W 、 Wt、 q） 首先考慮 能量方程 ： q ＝ Δu+w（閉口） q＝ Δh+Wt （開口穩(wěn)流 ） 另外， 可逆過程 中 計(jì)算 ： （膨脹功） （技術(shù)功） q Td s? ?t w p d v w v d p? ? ??? （熵的定義導(dǎo)出，可逆） 方法和手段 求出 過程方程 及各過程 初終態(tài)參數(shù) 。 ?過程方程：是描述過程中狀態(tài)參數(shù) P， V的變化規(guī)律的方程 。 2)確定初、終狀態(tài)的基本狀態(tài)參數(shù) .根據(jù)以知參數(shù)及 過程方程 求 未知 參數(shù) 二 研究熱力學(xué)過程的一般步驟 4) 求 shu ??? , , 三．熱力過程中工質(zhì)參數(shù)變化值的計(jì)算 過程分析計(jì)算的主要依據(jù)是： ?理想氣體氣態(tài)方程 ?能量方程。 yyxxxxyy ?????yyxx??39。22211??kkppTT 11212 )(?? ?sdpdv?? ????? 不等邊雙 曲線 kpv? 內(nèi)能變化 vu c d T?? ?焓變化 ph c d T?? ?熵變化 0??s四、理想氣體 s ? u, ? h, ? s的計(jì)算 狀態(tài)參數(shù)的變化與過程無 關(guān) 膨脹功 w 212 2 1 111 ()11kkccw p d v d v v p v p vv k k?? ? ? ? ?????五、理想氣體 s w,wt ,q的 計(jì)算 1 2 v 1 2( ) ( )1R T T c T T uk? ? ? ? ? ? ??技術(shù)功 wt 12()tpw v d p h c T T k w? ? ? ? ? ? ? ??熱量 q 0?qCpv k ?q u w? ? ?tq h w? ? ?hqw t ??? 0 ? ?1 2 g 1 21h h h R T T w? ??? ? ? ? ? ? ? ??例題 1 ： 1kg空氣先定壓吸熱，然后又可逆絕熱膨脹到初溫，其吸熱量比絕熱膨脹時(shí)交換的功多 5kj，工質(zhì)初溫為 300k，初態(tài)的比容為 。（ P B ) 用來生產(chǎn)壓縮氣體的設(shè)備稱為 壓氣機(jī) 。 壓縮過程中，終壓與初壓之比稱為升壓比 :β=p2/p1 理論壓氣過程示功圖 Ａ Ｂ 二、單級(jí)活塞式壓氣機(jī)理論壓氣軸功的計(jì)算 若忽略壓縮氣體的動(dòng)能、位能的變化，那么壓縮過程中消耗的理論軸功由三部分組成： wt = Ws 進(jìn)氣流動(dòng)功 P1V1 消耗的壓縮功 w=∫pdv 排氣流動(dòng)功 P2V2 三者代數(shù)和即理論軸功 Ws Wc = P1V1＋ ∫Pdv P2V2 = ∫vdp 即 Wc = Wt = Ws = ∫vdp =面積 12341 （ Wc與初終態(tài)和壓縮過程性質(zhì)有關(guān)） 二、單級(jí)活塞式壓氣機(jī)理論壓氣軸功 Wc 的計(jì)算 pv12 3 4 理論壓氣軸功： (p74推導(dǎo)） 軸功 Wt ? 氣壓機(jī)的工作條件不同，就有不同的壓縮過程，所耗軸功也就不同，壓縮過程 12存在兩種極端情況： ? 過程極快，來不及與外界交換熱能或傳出 q極少，可忽略不計(jì)，近似于 定熵壓縮 。工程中多采取冷卻措施，降低終態(tài)溫度，使過程盡量接近于定溫過程。新空氣完全不能進(jìn)入氣缸， ?V=0，壓氣機(jī)無排氣可言。 3．試在 pv圖上用過程線和縱坐標(biāo)之間的面積來分析相同初態(tài)和相同終態(tài)壓力下的定溫、多變、絕熱壓縮中的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，比較哪種壓縮時(shí)耗功量最小。當(dāng)需要獲得較高壓力時(shí)，必須采取多級(jí)壓縮。（外壓力 P1低于 P3， 進(jìn)不來） 由于余隙的存在，活塞不能將高壓氣體全部排出，當(dāng)活塞達(dá)到左死點(diǎn)時(shí)（點(diǎn) 3），余隙中會(huì)殘留一些高壓氣體 Vc即 V3。 (2)、 特別慢，熱全散走。 對(duì)它們進(jìn)行熱力學(xué)分析的主要任務(wù)是計(jì)算定量氣體被壓縮到預(yù)定的壓力時(shí)，壓氣機(jī)所耗的軸功，并探討省功的途徑。 △ T0, △ u0，△ h0 ； △ q0， △ s0； △ p0， Wt0 吸熱，降溫。 可用的公式 221100 22 1 g12 2 21 1 1lnd d d...ttV t p tttpu c T h c T s s s Rpw p v w v p q T sq u w q h w? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? 第二節(jié) 基本熱力過程 氣體的基本熱力過程有 四種 ： 定 V 定 P 定 T和定 S過程 。 解： 1）因容器剛性絕熱， 氣體作自由膨脹 00WQ??0Q U W U? ? ? ? ?據(jù)( ) 00U f T UT? ? ???理想氣體即 T1=T2 熵增了 2 21 2 g11d lnVvTs c RTv??? ? ??????0 又因?yàn)槭情]口系， m不變，而 V2=2V1 11 2 g12 1 2 1 g2l n l n 2 0l n 2gvs R Rvs s s s R? ? ? ?? ? ?即2212 11δδ2 ) d d 0qqs s sTT? ? ? ? ???0 上述兩種結(jié)論哪一個(gè)對(duì)？為什么？ δ 0 0qq?? 為什么熵會(huì)增加？（不可逆） 既然 ? 結(jié)論 ： 1） δdRqsT?必須可逆 2）熵是狀態(tài)參數(shù)，故用可逆方法推出的熵變 △ s 公式也可用于不可逆過程。第四章 理想氣體熱力過程 及氣體壓縮 本章基本知識(shí)點(diǎn) 熟練掌握定容、定壓、定溫、絕熱、多變過程中狀態(tài)參數(shù) p、 v、 T、 u、 h、 s的計(jì)算，過程量 Q、 W的計(jì)算，以及上述過程在 pv 、Ts圖上的表示。 3）不可逆絕熱過程的熵變大于零。 定 S 定熵過程 q=0 是絕熱過程。對(duì)外做的功大于加入的熱量 ，內(nèi)能減少， 溫度降低。 本節(jié)只討論活塞式壓氣機(jī) 理論壓氣功 (可逆過程，無余隙 ) 指什么功 pv目的： 研究 耗功 ，越少越好 探討省功的途徑 活塞式壓氣機(jī)的壓氣過程 技術(shù)功