汽輪機(jī)原理設(shè)備及運(yùn)行之工程熱力學(xué)基礎(chǔ)(編輯修改稿)
2025-01-27 21:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 熱力過程的能量變化的有力工具。 在 pv圖能夠確定過程功的正或負(fù)； 在 Ts圖上能夠確定過程熱量的正或負(fù)，對(duì)過程能量轉(zhuǎn)換分析帶來極大的方便。 第六節(jié) 穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式 穩(wěn)定流動(dòng)： 工質(zhì)的流動(dòng)情況不隨時(shí)間而變化，即工質(zhì)在設(shè)備任何截面上的所有 狀態(tài)參數(shù)和流速的平均值 不隨時(shí)間而改變，而且在同一時(shí)刻流經(jīng)任何截面的流量均相同。 穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式 如圖所示， 1kg工質(zhì)從 11截面進(jìn)入系統(tǒng)，從 22截面流出系統(tǒng)。當(dāng)該工質(zhì)從 11截面進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，帶入系統(tǒng)中的總能量為： 111211 21 vpgZcu ???222222 21 vpgZcu ???該工質(zhì)從 22截面流出系統(tǒng)時(shí)，傳出系統(tǒng)的總能量為： 考慮到 和 ，根據(jù)能量守恒與轉(zhuǎn)換定律可得出下列方程式 ： 可寫成： 令： ， 則： 適用于開口系 qiw iwvpgZcuqvpgZcu ????????? 222222111211 2121? ? ? ? ? ? ? ?iwZZgccvpvpuuq ????????? 122122112212 21pvuh ?? ? ? ? ?it wZZgccw ????? 12212221? ?21 ttq h h w h w? ? ? ? ? ?焓 (h)： h=u+pv(J/kg)； 因?yàn)? u、 p、 v 都是狀態(tài)參數(shù)，所以 焓也 是狀態(tài)參數(shù) 。 代表每 kg工質(zhì)沿流動(dòng)方向往前傳遞的總能量中直接取決于熱力狀態(tài)的部分。 技術(shù)功（ wt）：從熱力設(shè)備中流出來的技術(shù)上可資利用的功量。 ? ? ? ? it wZZgccw ????? 12212221在 pv圖上可用過程線與 p軸包圍的面積表示。 技術(shù)功又等于工質(zhì)膨脹功與流動(dòng)功的代數(shù)和： 221 1 2 211tw pdv p v p v v dp? ? ? ? ???流動(dòng)功 是開口系輸出和輸入的推動(dòng)功的差，等于 p2v2p1v1，是開口系維持流動(dòng)必須付出的代價(jià)。流動(dòng)功 0,可以用于輸出機(jī)械功， 比如汽機(jī)；流動(dòng)功 0,需要消耗機(jī)械功，比如泵。 因此蒸汽流過汽輪機(jī)時(shí)，輸出軸功由實(shí)質(zhì)兩部分組成： 工質(zhì)本身降壓膨脹時(shí)的膨脹功； 出口壓力很低，所需推動(dòng)功 p2v2遠(yuǎn)小于帶入推動(dòng)功 p1v1，多余的推動(dòng)功即流動(dòng)功可以轉(zhuǎn)化為軸功。 因此蒸汽在汽輪機(jī)中開始膨脹做功時(shí)的壓力越高，流出汽輪機(jī)時(shí) 壓力越低，則膨脹功和流動(dòng)功越大，輸出軸功越多。 當(dāng)工質(zhì)在進(jìn)出口處的流速變化不大、進(jìn)出口高度差也可不考慮時(shí)，則動(dòng)能變化及位能變化均可忽略不計(jì)，比如蒸汽輪機(jī)。此時(shí)，軸功就等于技術(shù)功 tiww??穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式的應(yīng)用 0?q ? ? 021 2122 ?? cc? ? 012 ?? zzg 12itw w h h? ? ?工質(zhì)流過汽輪機(jī)時(shí) : ? ?21 ttq h h w h w? ? ? ? ? ?? ? ? ? it wZZgccw ????? 12212221上式表明 ,工質(zhì)在流過汽輪機(jī)時(shí)輸出到外界的軸功等于工質(zhì)焓的減小。 第七節(jié) 水蒸汽在定壓下的形成過程 水蒸汽在定壓下的形成過程 未飽和水 飽和水 濕蒸汽 干蒸汽 過熱蒸汽 水蒸汽的形成過程在 Ts圖上的表示 Mc— 飽和水線； Nc— 干飽和蒸汽線； — 液體熱； r— 汽化潛熱； — 過熱熱量； c— 臨界點(diǎn) lqsu過熱度： 過熱蒸汽溫度 t超過蒸汽壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度 ts的數(shù)值。 水的臨界點(diǎn)參數(shù)： tc=℃ ； pc=； vc= m3/kg 干度： 濕蒸汽中所含干蒸汽的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。 設(shè)零度水的焓為 0，液體熱： ql=h′ ， 汽化潛熱： r=h″ h′ ， 過熱熱量： qsu=h h″ 。 所以： h′=q l； h″=q l+r； h=ql+r+qsu。溫熵圖上任一點(diǎn)的焓值都可以用通過該點(diǎn)的定壓線、垂直線、縱坐標(biāo)軸和橫坐標(biāo)軸這樣四條線為界線的一塊面積來表示 為什么用圖表 ？ 工程中需要這些數(shù)據(jù)： h ,v ,s等 已知：汽輪機(jī)蒸汽進(jìn)出口參數(shù)，怎樣求作功？ 可由圖表根據(jù) p1 t1 p2 t2 求出焓降，從而得出作功的大小 水蒸汽不同于理想氣體 ， 其狀態(tài)方程極其復(fù)雜 。 所以一般按溫度和壓力編排成類似于數(shù)據(jù)庫的表格，以便查取不同熱力狀態(tài)下水蒸汽的多種熱力參數(shù) (焓、熵、比容 ) ?水和水蒸汽表 (離散的點(diǎn) ) 或?qū)⑦@些數(shù)據(jù)擬合成曲線 ?焓熵圖 (離散與連續(xù)的結(jié)合 ) 來源：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 整理 水蒸汽表 目的： t p ? h r ts ps v 查取方法 : 插值法 – 飽和水、干蒸汽、未飽和水
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