【正文】 //)(???????相當(dāng)于∵ ∴ 94 對(duì)于有效能損失 kgkJkgkJ DD BA /3 7 7 ???STD to ??(5) 比較方案 : 由于 說明方案 B的能量利用比方案 A好。 只有 ? ?B ? ?B 88 三．有效能分析法步驟 對(duì)一個(gè)過程進(jìn)行熱力學(xué)分析 ， 一般分為四步 ， 陳顧版教材 P127頁 ， 步驟： ? （ 1） 根據(jù)需要確定被研究的物系； ? （ 2） 確定輸入及輸出各物流 ， 能流的工藝狀 ? 況及熱力學(xué)函數(shù)； ? (3) 計(jì)算各物流 ， 能流的有效能； ? (4) 對(duì)體系進(jìn)行有效能衡算 ， 求出有效能損失 ? 和有效能效率 。已知再沸器中冷凝水為 313K， 大氣溫度Ｔ 0為 293K， 液態(tài)烴在 318K， 293kJ/kg。 ? 當(dāng) ΔSt （ ΔS 產(chǎn)生 ） ≥ 0 不可逆過程 =可逆過程 ? 有效能的方向和不可逆性 表現(xiàn)在： ① 當(dāng)過程是 可逆時(shí) ， 有效能 不會(huì)向 無效能轉(zhuǎn)化 ， 有效能的總量保持不變 。 常用Ｔ 0、 Ｐ 0、 Ｈ 0、 Ｓ 0等表示 。 如電能 、機(jī)械能 。1????? HHHH39。1?????S58 KgKJH / 4 3 239。1 TT ? 39。1S??? 4 404 84 34 239。 ?要區(qū)別可逆軸功與理想功這兩個(gè)概念． 對(duì)絕熱過程 對(duì)不做軸功的過程 ZguSTHW id ???????? 20 21cSRid WWW ??0?CW0?SRWSRid WW ?cid WW ?53 二 損失功 WL ? １ 定義：體系完成相同狀態(tài)變化時(shí) ， 實(shí)際功和理想功的差值 ． ? 數(shù)學(xué)式： idacL WWW ??對(duì)穩(wěn)流體系 STHW Oid ????QHWW Sac ????? QSTSTHQHW OOL ?????????? (543) ? surO STQ ????tOs u rOs y sOL STSTSTW ??????(544a) 54 結(jié)論： tS?LWOTLW0?? tS 0?LW0?? tS 0?LWacid WW ?1????idLididacWWWWW?熱力學(xué)效率acid WW ? 1???? LididacidWWWWW?（ 1） （ 2） （ 3）可逆過程 有關(guān) 與 有關(guān) 與 實(shí)際過程 對(duì)產(chǎn)功過程： 對(duì)耗功過程： 55 三 應(yīng)用舉例 ? （陳顧版教材 P117P118 例 57 ）自看 例 58 , 757K的過熱水蒸汽推動(dòng)透平機(jī)作功，并在 MPa下排出。用于冷卻蒸汽的天然水的溫度為 273K。 ? 39。39。TT TQ? S — 單位質(zhì)量物料的熵； 熵?cái)y帶者 功與熵變化無關(guān)，功不攜帶熵 。 ?可逆等溫膨脹 ?可逆絕熱膨脹 ?可逆等溫壓縮 ?可逆絕熱壓縮 T S P V 1 1 2 3 4 2 3 4 QH QH QL Wc Wc QL 26 工質(zhì)吸熱溫度大于工質(zhì)排熱溫度，產(chǎn)功過程 正卡諾循環(huán)的結(jié)果是熱部分地轉(zhuǎn)化為功，用熱效率來評(píng)價(jià)循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性 熱效率 : 熱量輸入移走凈功???HSQW?熱效率的物理意義： 工質(zhì)從高溫?zé)嵩次盏臒崃哭D(zhuǎn)化為凈功的比率。 ? 體系內(nèi)部不均勻（有擾動(dòng)，渦流等現(xiàn)象） 。 ? 流體的動(dòng)能 ， 位能變化量與體系焓值的變化量相比較 ， 或者與流體與環(huán)境交換的熱和功相比較 ， 大都可以忽略 。體系內(nèi)部是固定的 。 1. 封閉體系： （ 限定質(zhì)量體系 ） 與環(huán)境僅有能量交換 ， 沒有質(zhì)量交換 。 14 （ 2）能量平衡方程的應(yīng)用 ? 1） 對(duì)化工機(jī)器：如膨脹機(jī) ， 壓縮機(jī)等 。 ? （即沒有功熱得失及狀態(tài)變化） ? 不可逆過程： ? 有摩擦，過程進(jìn)行有一定速度 。 TH TL QH QL WC 圖形 25 卡諾循環(huán)由四個(gè)過程組成。39。TT TQ??? 39。這可以用孤立體系的熵平衡方程來證實(shí)。 產(chǎn)生S?0 時(shí)，體系內(nèi)部的過程不可逆或自發(fā)； =0 時(shí)，體系內(nèi)部的過程可逆或平衡； 43 3. 熵平衡方程的特殊形式 ? TQ?? TQ?絕熱過程 0??TQ? ?? ? )( ii sm ?? 產(chǎn)生S 體系S?可逆過程 0??產(chǎn)生S )( iism?? 體系S?= + 穩(wěn)流過程 0??體系S)( iism?? 產(chǎn)生S?=0 + + 封閉體系 0)( ?? ? ii sm 產(chǎn)生S? 體系S?= + ? TQ?44 4. 應(yīng)用舉例 (陳顧版教材 P113例 55)自看 ? 如 : 有一人聲稱發(fā)明了一臺(tái)穩(wěn)流裝置，將1Kg溫度為 373K的飽和蒸汽通過此裝置時(shí)，能向溫度為 450K的高溫?zé)釒燧斔?1860KJ的熱量，同時(shí)自身冷卻為 （ 1atm），273K的冷凝水。完整的表達(dá)式為： ?體系經(jīng)歷一個(gè)穩(wěn)流過程，狀態(tài)發(fā)生變化，即可計(jì)算其理想功，理想功的值決定于體系的始、終態(tài)與環(huán)境溫度，而與實(shí)際變化途徑無關(guān)。1H 39。39。39。139。2 ????????KgKJWW SRS / ???據(jù)熱力學(xué)第一定律： SWQH ???? KgKJWQHH S / 7 6 6 4 3 712 ???????由 P2, H2 查表內(nèi)標(biāo) 得 S2= KJ/ 3 求 idW LW ?????? STHW id 0= = KJ/Kg ()293() 61 tL STW ?? 0 KT 2 9 30 ?? ?012 TQSSSSSs urs y st ?????????? ? ? ? ? ? ???????? QSSTW L= KJ/Kg % ???????idLidLididacWWWWWWW?62 有效能及其計(jì)算 ? 一 、 有效能的概念 ? 1. 能量的分類 ? 按能量轉(zhuǎn)化為有用功的多少 ， 可以把能量分為三類： ? ⑴ 高質(zhì)能量：理論上能完全轉(zhuǎn)化為有用功的能量 。 如大氣 、 海洋 、 地殼等 ? ⑵ 環(huán)境狀態(tài)：熱力學(xué)物系與環(huán)境完全處于平衡時(shí)的狀態(tài) ， 稱之 。 71 ? B1＝ T0(S0S1)(H0H1) ? B2＝ T0(S0S2)(H0H2) ? 有效能變化 ? ΔB＝ B2B1=ΔHT0ΔS=Wid 若 ΔB0 ， Wid0 物系對(duì)外做功， ΔB=W id ΔB0 ， Wid0 物系接受功， ΔB=W id 72 四、不可逆性和有效能損失 ? ? 熱力學(xué)第二定律認(rèn)為自然界中一切過程都是具有方向性和不可逆性的 。 78 ? ［ P123— 124 例 5— 10～ 5— 11］例 5— 10自看 ? ［ P124 例 5— 11］如圖 5— 11所示，裂解氣在中冷塔中分離，塔的操作壓力為 ， 液態(tài)烴（由 C C C4等組成）由塔底進(jìn)入再沸器，其溫度為 318K； 經(jīng) 到塔內(nèi)。 及能流的有效能之和進(jìn)入過程或設(shè)備各物流及能流的有效能之和離開過程或設(shè)備各物流??????BBB?∴ DBBDBB ????? ???? ????? ??? BDB 1?∵ 87 )( // ??EXB????? )()(/失去獲得BBB?? 對(duì)一切過程 （ 不論過程本身產(chǎn)功 ， 還是耗功 ） 10 ???B1??B1??B?B3. 結(jié)論： ?有效能效率在任何情況下均小于 1，大于零 ?若 D=0， 則 說明過程為完全可逆過程 若 D0， 則 說明過程為不可逆過程 ? 偏離 1的程度 ↗ ， D↗, 過程的不可逆程度就愈大 該過程才能進(jìn)行。