[工學(xué)]化工過程能量分析(編輯修改稿)
2025-02-15 11:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ℃ H kJ/kg 120 160 130 H2 7 1 7 9 6 7 1 61 2 01 6 01 2 01 3 0 2????? HkgkJH / ?? 飽和液體焓值 Hl= ? 飽和蒸汽焓值 Hg= ? ? xHxHH gl ??? 115273612 .HH ?????????lglHHHHx例 52 ? 解 sWQzguH ???????22 30 ℃ 的空氣，以 5m/s的流速流過一垂直安裝的熱交換器，被加熱到 150 ℃ ，若換熱器進出口管直徑相等，忽略空氣流過換熱器的壓降，換熱器高度為 3m，空氣 Cp=(kgK),求 50kg空氣從換熱器吸收的熱量 ? ? ? ? kJTTCmHm P ????????? 將空氣當(dāng)作理想氣體，并 忽略壓降時 1122VTVT ?AuTAuT1122 ?smTTuu /3 0 34 2 351212 ????kJJum 221 222 ??????? 換熱器的動能變化和位能變化可以忽略不計 kJJzmg ??????kJQ ???? 熱功間的轉(zhuǎn)化 熱力學(xué)第二定律 ? 克勞修斯說法：熱不可能自動從低溫物體傳給高溫物體。 ? 開爾文說法：不可能從單一熱源吸熱使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ灰鹌渌兓? 熱力學(xué)第二定律說明過程按照特定方向，而不是按照任意方向進行。 自然界中的物理過程能夠自發(fā)地向平衡方向進行。 水往低處流 氣體由高壓向低壓膨脹 熱由高溫物體傳向低溫物體 ? 我們可以使這些過程按照相反方向進行 ， 但是需要消耗功 。 ? 第一定律沒有說明過程發(fā)生的方向 ， 它告訴我們能量必須守衡 。 ? 第二定律告訴我們過程發(fā)生的方向 。 熱機的熱效率 火力發(fā)電廠的熱效率大約為40% 高溫?zé)嵩? TH 低溫?zé)嵩? TL 1211W? ????卡諾熱機的效率 1211TTQW ?????熵增原理 等號用于可逆過程，不等號用于不可逆過程。 孤立體系 TQdS ??0?dS 熵函數(shù) 熵平衡 產(chǎn)生出入體系 STQSmSmSjjii ?????? ????0產(chǎn)生 ?? S 熵流是由于有熱量流入或流出系統(tǒng)所伴有的墑變化 可逆過程 ? TQ? 由于傳遞的熱量可正，可負，可零，墑流也亦可正，可負，可零。 熵產(chǎn)生是體系內(nèi)部不可逆性引起的熵變化 不可逆過程 0產(chǎn)生 ?? S產(chǎn)生體系 STQS ???? ? ? 穩(wěn)態(tài)流動體系 0產(chǎn)生出入????? ??? STQSmSmjjii?絕熱節(jié)流過程 ，只有單股流體， mi＝ mj＝ m, ? ? SmSSmS ij ????? 產(chǎn)生可逆絕熱過程 ?? ?出入jjii SmSm單股流體 ji SS ?封閉體系 0?? TQ? 理想功、損失功及熱力學(xué)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(biāo)準(zhǔn) 。 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(xué)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?zé)嵩?。 根據(jù)熱力學(xué)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 、
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