化工熱力學(xué)ch6-2蒸汽動(dòng)力循環(huán)(編輯修改稿)
2024-11-15 12:25 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 id074550357779172935343732773120210???????????? ??30 kg/kJ...WWW idsL 98707451657 ??????? ?kg/kJ....QSTW L98712750357779172930?????? ?或 %...WWidsT 208807 4 516 5 7 ?????31 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 。如電能 、 機(jī)械能 。 ? 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 ） 。 ? ⑶低質(zhì)能量：能部分轉(zhuǎn)化為有用功的能量。如熱量和以熱量形式傳遞的能量。 32 2. 有效能 ? ⑴ 定義：一定形式的能量 ， 可逆變化到給定環(huán)境狀態(tài)相平衡時(shí) ， 理論上所能作出的最大有用功 。 ? 無(wú)效能：理論上不能轉(zhuǎn)化為有用功的能量 。 ? ⑵ 能量的表達(dá)形式 ? 對(duì)高質(zhì)能量 能量＝有效能 ? 對(duì)僵態(tài)能量 僵態(tài)能量＝無(wú)效能 ? 對(duì)低質(zhì)能量 低質(zhì)能量＝有效能＋無(wú)效能 以平衡的環(huán)境狀態(tài)為基準(zhǔn)，理論上能夠最大限度地轉(zhuǎn)化為功的能量稱為有效能，理論上不能轉(zhuǎn)化為功的能量稱為無(wú)效能。 33 注意點(diǎn) ? ① 有效能 —— “ 火用 ” 、 “ 可用能 ” 、 “ 有用能 ” 、 “ 資用能 ” ? 無(wú)效能 —— “ 火無(wú) ” 、 “ 無(wú)用能 ” ? ② 功 —— 可看作 100％ 的有效能 34 系統(tǒng)在一定狀態(tài)下的有效能 ， 就是系統(tǒng)從該狀態(tài)變化到基態(tài) （ 環(huán)境狀態(tài) ） 過(guò)程所作的理想功 。 ? ? ? ?12021 SSTHHW id ???? 穩(wěn)流過(guò)程，從狀態(tài) 1變到狀態(tài) 2，過(guò)程的理想功為 ： 當(dāng)系統(tǒng)由任意狀態(tài) (P, T)變到基態(tài) (T0, P0)時(shí)穩(wěn)流 系統(tǒng)的有效能 EX為 : 二 .有效能的計(jì)算 ? ? ? ? HSTSSTHHE X ?? ?????? 000035 ? 1. 環(huán)境和環(huán)境狀態(tài) ? ⑴ 環(huán)境：一般指恒 T、 P、 x下 ， 龐大靜止體系 。 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 。 常用Ｔ 0、 Ｐ 0、 Ｈ 0、 Ｓ 0等表示 。 ? 2. 物系的有效能 ? ⑴ 物理有效能：物系由于Ｔ 、 Ｐ與環(huán)境不同所具有的有效能 。 ? 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 。 36 機(jī)械能和電能全部是有效能，即 EX=W 動(dòng)能和位能也全部是有效能。 3 機(jī)械能、電能的有效能 37 Q ∵ 卡諾循環(huán)熱效率 ?????? ???? TTQTTB Q 00 1??1QWcC? TTTTQ 012121 11 ?????⑴ 定義：傳遞的熱量，在給定的環(huán)境條件下，以可逆 方式所能做出的最大有用功。 ⑵計(jì)算式 ①恒溫?zé)嵩礋崃康挠行? 無(wú)效能 ∴ BQ=WC 38 ②變溫?zé)嵩吹挠行? )1(平TTQB oQ ??1212TTlnTT?平T或用 H、 S值計(jì)算： Ｂ Q=T0ΔS ΔH ??? ToT Cp d TH ??? 0 TTT dTCpS?? ? 00 TTTQ dTCpTB ?ToT CpdT? ??? TT dTCpT 00 T ?TT CpdT0?? ?TT Cp d T0 ?TT dTCpT00 T? ?? TT C p d TTo0 )T1(39 ? ????? PoP pT dPVTVH ])T([? ????? PoP p dPVS ])T([????? ? PoP pP dPVTB ])T([0 ? ???PoP p dPVTV ])T([Bp=ToΔSΔH 由第三章知 ? ????? PPo p dPVToTV ])T)(([PR?????????PTVPPRTdPToTB PoPP0ln]pR)(pRT[ ????? ? （ 5— 52） 對(duì)理想氣體 40 ? ⑴ 定義：穩(wěn)流物系從任一狀態(tài) i（ Ｔ 、 Ｐ 、 Ｈ 、 Ｓ ）以可逆方式變化到環(huán)境狀態(tài) （ TO、 P0、 H0、 S0） 時(shí) ，所能作出的最大有用功 。 ? 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 41 試比較如下幾種水蒸汽，水的有效能大小。設(shè)環(huán)境溫度為 298K。 ， 160℃ ，過(guò)熱蒸汽； ， 160℃ ，過(guò)熱蒸汽； ， 100℃ ，過(guò)冷蒸汽 100℃ ，飽和蒸汽； ， 100℃ ，飽和水 . 42 解：由水和水蒸汽性質(zhì)表可查得各狀態(tài)點(diǎn)的焓和熵值，設(shè) 298K，液態(tài)水為基準(zhǔn)態(tài)，有效能為零。 根據(jù)有效能計(jì)算式： )()( 0000 SSTHHBB ????? 計(jì)算結(jié)果見下表所列。 序號(hào) t,℃ P,MPa H,kJkg1 S,kJkg1K 1 B,kJkg1 0 25 0 1 160 2 160 3 100 4 100 5 100 判斷水蒸汽的價(jià)值，應(yīng)當(dāng)用有效能而不是焓，從表中 1， 2可見，相同溫度下，高壓蒸汽的焓值雖不如低壓蒸汽高，但是其有效能卻比低壓蒸汽為高。實(shí)際使用中，當(dāng)然高壓蒸汽的使用價(jià)值高，相對(duì)稱為高品質(zhì)能量。 43 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)
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