[工學(xué)]熱工基礎(chǔ)第二版-張學(xué)學(xué)4第三章-資料下載頁
2024-12-07 23:42本頁面
【正文】 (定熵過程 ) 當 n?? 時， nVcc?(定容過程 ) 為了便于對比，將四種典型熱力過程和多變過程的的公式匯總在書中表 3－ 2中。 55 56 膨脹功 w— n=177。 ∞， pv圖右方 w＞ 0； Ts圖右下方 w＞ 0 技術(shù)功 wt— n=0,pv圖下方 wt＞ 0； Ts圖右下方 wt＞ 0 熱量 q— n=k,pv圖右上方吸熱過程； Ts圖右方吸熱過程 57 35 氣體壓縮 twhq ?????? 21pptv d pw 壓氣機壓氣過程為吸氣、壓縮、排氣三個階段，只有壓縮過程才是熱力過程。 可逆流動過程的技術(shù)功（壓氣機所消耗的理論耗功 ）為 Ct ww ??正常運行時，為開口系統(tǒng)穩(wěn)定流動，忽略氣體的動能、位能，能量方程式為 單級活塞式壓氣機的理想過程 58 （ 1）可逆絕熱壓縮 技術(shù)功 壓縮終了溫度 )(1)(1 212211,TTkkRvpvpkkw gst ????????????????????????????kkgppTRkk1121 11kks ppTT1121,2??????????59 （ 2）可逆定溫壓縮 技術(shù)功 壓縮終了溫度 1211211121, lnlnln vvTRppvpppTRw ggTt ?????1,2 TT T ?（ 3）可逆多變壓縮 技術(shù)功 ? ??????????????????????????nngntppTRnnvpvpnnw11212211,11160 壓縮終了溫度 nnn ppTT1121,2??????????stw , ntw , 絕熱壓縮與定溫壓縮是兩個極限情況：若壓縮過程進行得很快，來不及進行熱交換，就接近于絕熱壓縮；若壓縮過程進行得很慢，且氣缸壁得到良好的冷卻，就接近于定溫壓縮。實際的壓縮過程，即向外散熱，溫度也會升高，所以是個多變壓縮過程。從圖 310可知， Ttw , T2,s＞ T2,n＞ T2,T ＞ ＞ 61 多變過程壓縮消耗的功以及壓縮終了的溫度均介于絕熱壓縮和定溫壓縮之間。 定溫壓縮第一是耗功最小，第二終溫低、比體積小（有利于設(shè)備安全及減小儲氣罐的容積），因此希望活塞式壓縮機盡量接近等溫壓縮。為此，大都采用冷卻措施。 盡管如此，實際壓縮機更接近絕熱壓縮。 當氣體的壓縮比較高時，為了使終溫不致過高，且功耗不致過大，并提高容積效率，必須采用多級壓縮、級間冷卻的工藝。 多級壓縮、級間冷卻 62 以兩級壓縮、中間冷卻壓氣機為例，結(jié)構(gòu)示意圖見圖 311，熱力過程圖見 312（有問題）。節(jié)約的功為 2348所為區(qū)域面積。分級愈多，逐級采取中間冷卻時理論上可節(jié)約更多的功，更趨近于定溫壓縮，但會使機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、機械摩擦損失和流動阻力等不可逆損失增大，一般分 24級。極限情況下，有分 6級。 如果多級壓縮各級的增壓比相同時，各級所需功相同，且總耗功量最小。 63 總功 zziipppp1111 ?????????????????? ???增壓比 i=1,2,3,,z ??????????????? 11111,nngziicc TRnnzww ?由 此，還可得出下列結(jié)果： 每級壓氣機所需的功相等，有利于壓氣機曲軸的平衡； 每個汽缸中氣體壓縮后所達到的最高溫度相同，每個氣缸的溫度條件相同； 每級向外排出的熱量相等，而且每級中間冷卻器向外排出的熱量也相等； 各級的汽缸容積按增壓比遞減，等等。 64 ???????? ???????? 11343133141VVVVVVVVVV 氣缸排氣量氣缸有效吸氣量? 單級活塞式壓氣機的實際過程 ? ? ? ? nnn ppppVV /1/112/14334 /// ????? ?11 /1 ??? nVV C ??余隙容積 — 活塞到達上止點時與氣缸蓋之間的空隙。 單級活塞式壓氣機的實際過程見圖 314。 容積效率 — 汽缸容積的有效利用程度。 絕熱過程有 所以 65 式中 氣缸排氣量余隙容積??? 313VVVCV稱為余隙比 —— 余隙容積與排氣量的比值。 假設(shè)多變指數(shù) n不隨溫度變化，則壓氣機消耗的技術(shù)功 的推導(dǎo)見 ，（ wt,n式中有一錯誤），其結(jié)果與理想過程（ 3105）完全相同。 表明：余隙容積的存在不影響壓氣機所消耗的功，即理論上余隙容積中的氣體在膨脹過程中所作的功和在壓縮過程中所需要的功正好相等。但實際由于存在摩擦，余隙容積的存在使壓氣機多消耗功。同時它還使氣缸進氣量減少，所以應(yīng)當盡量減少余隙容積。 ntW,66 37 絕熱滯止 焓帶來的溫升）動溫（動能轉(zhuǎn)化為滯止靜溫 ????pfccTT220 當氣體與物體高速相對運動時，由于粘性力的作用，在物體表面處氣體速度會降至零，導(dǎo)致溫度升高，這就是絕熱滯止。 滯止溫度為 滯止壓力為 100???????? kkTTpp67 第三章小結(jié) 重點掌握以下內(nèi)容： （ 1） 會利用 理想氣體狀態(tài)方程式計算理想氣體的狀態(tài)參數(shù)； （ 2） 掌握熱容的定義及理想氣體熱容的特點； （ 3） 掌握理想氣體熱力學(xué)能 、 焓 、 熵的計算方 法； （ 4） 掌握理想混合氣體成分的描述方法 ， 掌握理想混合氣體狀態(tài)參數(shù)的計算方法 ； （ 5） 掌握理想氣體基本熱力過程的過程方程式 、狀態(tài)參數(shù)坐標圖上的表示及狀態(tài)參數(shù)的變化與過程中的功量 、 熱量的計算方法 。
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