化工過程熱力學分析(編輯修改稿)
2025-06-15 11:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 在一切不可逆過程中，火用轉(zhuǎn)化為火無； ② 只有可逆過程，火用才守恒； ③ 由火無轉(zhuǎn)化為火用是不可能的。 ? 熱力學第二定律意指： 能量只能沿著一個方向即耗散的方向轉(zhuǎn)化 兩種損失和兩種效率 ? 能量損失 —— 通常指通過各種途徑由系統(tǒng)排到環(huán)境中去的未能利用的能量 ? 籠統(tǒng)地說能量損失非但違反熱力學第一定律，而且無意義 兩種損失 能量損失 火用損失 內(nèi)部損失 —— 由系統(tǒng)內(nèi)部各種不可逆因素造 成的火用損失 火用 損失 外部損失 —— 系統(tǒng)向環(huán)境排出的能量中包含 的火用損失 ? 第一定律效率有多重形式，因過程的特性而異，分為熱效率和性能系數(shù) (1)第一定律效率 ηⅠ 兩種效率 —— 第一定律效率和第二定律效率 消耗量收益量效率 ?η達到期望所消耗的能量過程期望的能量??ANEEηΙ(2)第一定律效率 ηⅡ 兩種效率 —— 第一定律效率和第二定律效率 總量進入系統(tǒng)的各種火用流總量離開系統(tǒng)的各種火用流??????XXE EEη達到期望所消耗的火用過程期望的火用??XAXNEEηΙ① 普遍火用效率 兩種效率 —— 第一定律效率和第二定律效率 idsa WWη ?② 熱力學效率 ηa 產(chǎn)功： sida WWη ?耗功： 高低高id低XXidaEEWWηΔΔ??傳熱： 為傳熱過程中低溫流體獲得的火用 低XEΔ為傳熱過程中高溫流體給出的火用 高XEΔ 兩種效率 —— 第一定律效率和第二定律效率 HLHLaTTTTηTTQTTQη0010高0低1111??????????????????????第二定律效率反映了火用的利用率，是衡量過程熱力學完善性的量度。 三種常規(guī)熱力學分析法匯總 能量衡算法 能量衡算法，熵分析法，火用分析法 通過物料與能量衡算，確定過程的排出能量與能量利用率 ηⅠ 例 616 能量衡算法只能反映能量損失，不能反映火用損失。 .2 熵分析法 通過計算不可逆過程熵產(chǎn)生量，確定過程的火用損失和熱力學效率，具體地說是以熱力學第一定律和第二定律為基礎(chǔ)，通過物料和能量衡算，計算理想功和損耗功，求出熱力學效率 ηa。 例 617 熵分析法只能求出系統(tǒng)內(nèi)部不可逆火用損失，無法求出排出系統(tǒng)的物流火用。 .3 火用 分析法 通過火用平衡以確定過程的火用損失和火用效率 例 618 火用分析法評價能量利用情況。 火用分析法主要內(nèi)容： ① 確定出入系統(tǒng)的各種物流量、熱流量和功流量以及各物流的狀態(tài)參數(shù)； ② 求出物流火用和熱流火用； ③ 由火用平衡方程確定過程的火用損失； ④ 確定火用效率 .4 三種熱力學分析法的比較 熱機的熱效率 火力發(fā)電廠的熱效率大約為40% 高溫熱源 TH 低溫熱源 TL 1211W? ????卡諾熱機的效率 1211TTQW ????? 理想功、損失功及熱力學效率 理想功 系統(tǒng)在變化過程中 ， 由于途徑的不同 ， 所產(chǎn)生 (或消耗 )的功是不一樣的 。 理想功就是系統(tǒng)的狀態(tài)變化以完全可逆方式完成 ， 理論上產(chǎn)生最大功或者消耗最小功 。 因此理想功是一個理想的極限值 ,可作為實際功的比較標準 。 所謂的完全可逆 ， 指的是不僅系統(tǒng)內(nèi)的所有變化是完全可逆的 ， 而且系統(tǒng)和環(huán)境之間的能量交換 ， 例如傳熱過程也是可逆的 。 環(huán)境通常是指大氣溫度 T0和壓力 P0= 。 穩(wěn)定流動系統(tǒng)的熱力學第一定律表達式為： sWQzguH ???? ???22 假定過程是完全可逆的 ， 而且系統(tǒng)所處的環(huán)境可認為是 — 個溫度為 T0的恒溫熱源 。 根據(jù)熱力學第二定律 ,系統(tǒng)與環(huán)境之間的可逆?zhèn)鳠崃繛? Qrev=T0ΔS STzguHW id ???? 022 ????忽略動能和勢能變化 STHW id ????? 0 穩(wěn)流過程的理想功只與狀態(tài)變化有關(guān) ， 即與初 、 終態(tài)以及環(huán)境溫度 T0有關(guān) ， 而與變化的途徑無關(guān) 。 只要初 、 終態(tài)相同 ， 無論是否可逆過程 ， 其理想功是相同的 。 理想功與軸功不同在于：理想功是完全可逆過程所作的功 ， 它在與環(huán)境換熱 Q過程中使用卡諾熱機作可逆功 。 通過比較理想功與實際功 ， 可以評價實際過程的不可逆程度 。 理想功 Wid 系統(tǒng)在變化過程中
范文總結(jié)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1