【正文】 541) 穩(wěn)流過程理想功 52 注意點(diǎn)： ?式（ 541）忽略了進(jìn)出口的動(dòng)能，勢能的變化。 引起熵產(chǎn)生的內(nèi)在原因?qū)嶋H上是由于體系內(nèi)部不可逆性而引起的熵變化。39。 ? 逆向進(jìn)行時(shí) ， 體系恢復(fù)始態(tài) ， 環(huán)境不留下任何痕跡 。 4 在實(shí)際生產(chǎn)中大都遇到兩種體系 ， 即封閉體系和敞開體系 。 也即 ? 根據(jù) （ 5－ 16） WsQH ???021 2 ?? u 0?? ZgWsQZguH ??????? 22115 2） 對化工設(shè)備類：如反應(yīng)器 ， 熱交換器 ， 閥門 ， 管道等 ? 0?? Zg021 2 ??u? QH ??且 Ws=0 （ 5— 17） ?這個(gè)式子的物理意義表現(xiàn)在：體系狀態(tài)變化，如發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，相變化，溫度變化時(shí)，與環(huán)境交換的熱量（反應(yīng)熱，相變熱，顯熱）等于體系的焓變。 正卡諾循環(huán)： 27 ∵ Δ H 為狀態(tài)函數(shù) ， 工質(zhì)通過一個(gè)循環(huán) SWQH ???據(jù)熱力學(xué)第一定律 : ∴ Δ H = 0 Q =QH+QL CS WW ?LHC W ???HLHHCC W ?????∴ 又 ∵ )( 12 SSTQ HH ??)()()( 122134 SSTSSTSSTQ LLLL ???????HLHLHHLHC TTTTTSSTSSTSST ????????? 1)()()(121212?由卡諾循環(huán)知 (525) T QH S 1 2 3 4 QL Wc 28 注意以下幾點(diǎn)： 1?? 1?? 1???? ??HT若使 或 TL=0 實(shí)際當(dāng)中是不可能 (1) (2) η=f(TH?TC) , 若使 η↗ ， 則 TH ↗,T L↘ 工程上采用高溫高壓，提高吸熱溫度 TH ， 但又受到材質(zhì)影響 . (3) 若 TH=TL， η=0, W=0 這就說明了單一熱源不能轉(zhuǎn)換為功，必須有兩個(gè)熱源。39。 問此裝置是否可行 ? 45 高溫?zé)釒?450K q1=1860kJ 飽和蒸汽 穩(wěn)流裝置 h1=2680kJ/Kg 冷卻水 273K h2=0 水 1Kg 1atm ,273K q0 s2=0 1Kg ， 373k s1=46 0S ????? ??? 產(chǎn)生出入 STQS ?0001121 ??????? 產(chǎn)生STqTqss? ? ? ? 001112 ???????????? TqTqssS產(chǎn)生解：過程示意如圖 查得各物質(zhì)的焓和熵一并標(biāo)記在圖中。1H44 050 0 731?? 440500 39 39 39。39。 ? ⑵ 僵態(tài)能量：理論上不能轉(zhuǎn)化為功的能量 （ 如海水 、 地殼 、環(huán)境狀態(tài)下的能量 ） 。 ② 當(dāng)過程是 不可逆時(shí) ， 有效能 向 無效能轉(zhuǎn)變 ， 使有效能的總量減少 。 89 四．應(yīng)用舉例 ? P128133， 例 5－ 13， 5－ 15自看 ? P128 例 5－ 14 氨廠的高壓蒸汽系統(tǒng) ， 每小時(shí)產(chǎn)生 t的中壓冷凝水 。 可逆過程有效能守恒 ， 不可逆過程有效能總是減少的； ③ 能量衡算反映了能量的利用情況 ， 而有效能衡算可反映能量的質(zhì)量 、 數(shù)量的利用情況； ④ D的計(jì)算方法：有兩種： DBB ?? ?? ??STD to ???? ?? ?? BBD(2) 不可逆過程 由于有效能損失總是存在的，并且有效能損失總是大于零， D0。 ? Bi＝ T0(S0Si)(H0Hi) ? 穩(wěn)流物系從狀態(tài) 1狀態(tài) 2所引起的有效能變化為： ? ΔB ＝ B2B1=T0(S1S2)(H1H2)= ΔH T0ΔS 70 三、理想功與有效能的區(qū)別與聯(lián)系 ? 理想功： Wid= ΔH T0ΔS= (H2H1) T0(S2S1) ? 有效能： B=T0(S0S)(H0H) ? 有效能與理想功的區(qū)別主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面 ? ⑴ 終態(tài)不一定相同 Wid:終態(tài)不定 B :終態(tài)一定 （ 為環(huán)境狀態(tài) ） ? ⑵ 研究對象不同 ? Wid： 是對兩個(gè)狀態(tài)而言 ， 與環(huán)境無關(guān) ， 可正可負(fù) 。2?Sg= KJ/ 所以狀態(tài)２為過熱蒸汽 二者相比較，已逼近飽和蒸汽，查飽和水蒸汽表 26 6026 5339。39。 ?139。39。39。 可逆過程具有過程的進(jìn)行的任一瞬間體系都處于熱力學(xué)平衡態(tài)的特征，因此， 體系的狀態(tài)可以用狀態(tài)參數(shù)來描述。 gZuUE ??? 222. 能量平衡方程一般形式 代入（ 56） 式，整理，得到 H=U+PV gZuUE ???22將 (57) ??? 11211 )2( mgZuH ? WsQmgZuH ??? ????22222 )2()(mEd?10 三 .能量平衡方程的應(yīng)用 ? ：無質(zhì)量交換，限定質(zhì)量體系 δm1=δm2=0 ?? δQ+δWs=d(mE) 封閉體系 不存在流動(dòng)功 0)2( 2 ?ud ? ? 0?gZdδWs=δW δQ+δWs=mdU 于是有 δQ+δW=mdU， 對單位質(zhì)量的體系有 du =δQ+δW 積分： Q+W=ΔU (511) 又 md Umd EmEd ??)(? ?11 穩(wěn)定流動(dòng)過程，表現(xiàn)在流動(dòng)過程中體系內(nèi) (1)每點(diǎn)狀態(tài)不隨時(shí)間變化 (2)沒有質(zhì)量和能量的積累 由式 (59)可得到穩(wěn)流體系的一般能量平衡方程 12 (1)一般能量平衡方程 對穩(wěn)流體系 ,由式 (59)得： ??? 11211 )2( mgZuH ? 0)2( 22222 ????? WsQmgZuH ???δm1=δm2=δm ? (H2H1) δm+ (u22u12) δm+g(Z2Z1) δmδWsδQ=0 ?21積分： WsQZguH ??????? 221（ 5－ 13） 13 3） 式 （ 513） 應(yīng)用條件是穩(wěn)流體系 ， 不受過程是否可逆以及流體性質(zhì)的影響 。 2. 敞開體系： （ 限定容積體系 ） 與環(huán)境有能量交換，也有質(zhì)量交換。 ? 如果與相同始終態(tài)的可逆過程相比較，產(chǎn)功小于可逆過程，耗功大于可逆過程。39。39。由于隔熱不好，每千克的蒸汽有 293Ｋ的環(huán)境。1H 39。39。 ? ⑵ 化學(xué)有效能：物系在環(huán)境的Ｔ 0、 Ｐ 0下 ， 由于組成與環(huán)境不同所具有的有效能 。 求算加熱前后液態(tài)烴，水蒸氣的有效能變化及損失功。 方案 B是通過閃蒸氣產(chǎn)生較多的蒸汽 ， 中壓冷凝水為 ,210℃ ,在閃蒸氣中急速降壓至 ,以產(chǎn)生 的低壓蒸汽與冷凝水 . ? 如忽略過程的熱損失 ,環(huán)境的溫度為 20℃. 試計(jì)算 A,B兩種方案的有效能損失 ,并比較計(jì)算結(jié)果 . 90 閃蒸器 閃蒸器 1 2 3 1 2 3 4 中壓冷凝水 ,210℃ H1=S1=低壓蒸汽， 150℃, H2= S2= 低壓冷凝水， ,H3= S3= 低壓冷凝水， ,T4,H4,S4 預(yù)熱器 鍋爐給水 20℃, t/h ,H5= S5= 5 6 P6= H6= S6= 80℃ 低壓蒸汽， To=20℃ =293K A方案 B方案 91 解： （ 1） 確定研究的物系 ， 如圖示； （ 2） 確定進(jìn) ， 出系統(tǒng)或過程的各物流 ， 能流的工藝狀態(tài)及熱力學(xué)函數(shù) ， 列表表示； （ 3） A方案計(jì)算 ： ∴ G=HHHH 6451 ???kgKJHHHH / 4 66514 ????HGHGH 324 )3 5 0 0(3 5 0 0 ???① 取預(yù)熱器為體系，作能量衡算，確定中壓過冷水的熱力學(xué)函數(shù)。 ⅱ) THTC差值增大， D增大 75 ∴ Ｔ dSt=VdP dSt=(V/T)dP