【導(dǎo)讀】畢業(yè)設(shè)計(jì)英文資料翻譯。學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：240112608

　　

【正文】 z—— 距水平基準(zhǔn)面的高度 動(dòng)能的產(chǎn)生是由于分子具有速度。其表達(dá)式如下： 22mVKE? (2) 式中： V—— 流體流過(guò)邊界面的速度 化學(xué)能是由組成分子的原子的排列產(chǎn)生的。 原子能是起源于把質(zhì)子與中子聚在一起組成原子的那種聚合力 不穩(wěn)定能 熱量 Q 的工作原理是用不同的溫度把能量傳出系統(tǒng)的邊界，通常是高溫傳到低溫。當(dāng)熱量被加入到系統(tǒng)中時(shí)，熱量的符號(hào)為正 (可看圖 1)。機(jī)械功或者軸功是由機(jī)械裝置傳出或者傳入的能量。例如：這些裝置有汽輪機(jī)、空氣壓縮機(jī)、內(nèi)燃機(jī)。 流動(dòng)功是由在系統(tǒng)外部產(chǎn)生的流動(dòng)流經(jīng)過(guò)系統(tǒng)界面而帶入的能量，從而把流體帶入這個(gè)系統(tǒng)。也可以這樣理解，系統(tǒng)的外部空間有兩股相鄰的流體，后面的一股推動(dòng)前面的一股流進(jìn)系統(tǒng)，這種作用的來(lái)源就是流動(dòng)功。當(dāng)流體流出系統(tǒng)時(shí)，流動(dòng)功同樣產(chǎn)生。 流動(dòng)功 (每單位 )=pv (3) 式中： p 代表壓力， v 代表比容，即：物質(zhì)流在流進(jìn)或流出的每單位質(zhì)量的體積。 一個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)是該系統(tǒng)非常明顯的特征，系統(tǒng)的狀態(tài)由指定的獨(dú)立的參數(shù)來(lái)定義。最常用的熱力學(xué)參數(shù)是溫度 T、壓力 P、比容 v 和密度 ρ。其他的熱力學(xué)參數(shù)包括熵、內(nèi)能和焓。 一般情況下，最基本的熱力學(xué)參數(shù)組合到一起組成其它的參數(shù)。焓 h 是一個(gè)重要的參數(shù)，它包括內(nèi)能和流動(dòng)功。其定義如下： pvuh ?? (4) 其中： u 是 單位質(zhì)量的內(nèi)能。 每一個(gè)給定狀態(tài)的參數(shù)有唯一的確定的值，并且不論物質(zhì)處于什么樣的狀態(tài)，任何一個(gè)參數(shù)只要處于給定的狀態(tài)下，就會(huì)有同樣的值。 系統(tǒng)中任何一個(gè)參數(shù)變化了，就可以確定整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生了變化。一個(gè)過(guò)程可以由系統(tǒng)的初狀態(tài)和處于平衡態(tài)的末狀態(tài)來(lái)描述。這個(gè)過(guò)程中路徑和相互作用超出了系統(tǒng)的邊界。 一個(gè)循環(huán)是經(jīng)過(guò)一個(gè)過(guò)程或幾個(gè)過(guò)程，系統(tǒng)的初狀態(tài)與末狀態(tài)是相同的。因此，由循環(huán)可以得到一個(gè)結(jié)論，所有的參數(shù)值與初狀態(tài)相同。一個(gè)閉式的制冷過(guò)程就是一個(gè)循環(huán)。 一種純凈的物質(zhì)含有均一的、不變的化學(xué)組成成分。這種物質(zhì)可以處在多個(gè)相態(tài)，但是在所有的相態(tài)中它的化學(xué)成分不變。 如果一種物質(zhì)在其飽和壓力和飽和溫度下是液態(tài)，這時(shí)液體被稱(chēng)為飽和液體。如果液體的溫度在給定的壓力下低于其飽和溫度，被稱(chēng)為過(guò)冷液體，如果液體的壓力在給定的溫度下高于其飽和壓力，被稱(chēng)為壓縮液體。 當(dāng)一種物質(zhì)在其飽和溫度下，一部分是液體一部分是氣體，規(guī)定飽和干度為氣體的質(zhì)量與總質(zhì)量之比。干度只有在飽和狀態(tài) (飽和溫度與飽和壓力 )下才有意義。飽和物質(zhì)的壓力和溫度不是相互獨(dú)立的參數(shù)。 如果物質(zhì)在飽和溫度與壓力下是處于液態(tài)，那么它被稱(chēng)為飽和蒸氣 (有時(shí)候干飽和蒸氣的說(shuō)法是為了強(qiáng)調(diào)干 度是 100%)。 當(dāng)蒸氣的溫度高于它的飽和溫度時(shí)，此時(shí)的蒸氣被稱(chēng)為過(guò)飽和蒸氣。過(guò)飽和蒸氣的壓力和溫度是相互獨(dú)立的參數(shù)，因?yàn)楫?dāng)壓力保持穩(wěn)定時(shí)，溫度可以上升。在室內(nèi)的溫度和壓力下，氣體一般都是過(guò)飽和蒸氣。 熱力學(xué)第一定律 熱力學(xué)第一定律常常又被稱(chēng)為能量守恒定律。熱力學(xué)守恒定律的以下公式僅在沒(méi)有原子變化和化學(xué)反應(yīng)時(shí)成立。 進(jìn)入系統(tǒng)的凈能量 =系統(tǒng)儲(chǔ)存能的凈增量 或者 進(jìn)入的能量 — 流出的能量 =系統(tǒng)儲(chǔ)存能的增量 圖 1 表明一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)能量的流進(jìn)與流出。在一般的情況下，對(duì)于多種物質(zhì)以不同的參數(shù)流進(jìn)與流出，能量的平衡公式可 以寫(xiě)為： ?????????? ?? WQgzVpvumgzVpvumoutoutinin )2()2(22 ? ? s y s t e miiff gzVpvumgzVpvum )2()2( 22 ????? (5) 式中：下腳標(biāo) i 和 f 分別指的是系統(tǒng)的處狀態(tài)和末狀態(tài)。 幾乎所有的熱力學(xué)過(guò)程都是以穩(wěn)流為模型的。穩(wěn)流指的是與系統(tǒng)有關(guān)的流體量不隨著時(shí)間而變化。因此： 0)2()2( 22 ???????? ?? WQgzVhmgzVhml e a v i n gs t r e a ma l le n t e r i n gs t r e a ma l l (6) 式中： h = u + pv 的含義與公式 (4)代表的含義相同。 熱力學(xué)第一定律的另一種應(yīng)用是用于閉式的固定系統(tǒng)。熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式可以寫(xiě)為： ? ?s y s te mif uumWQ )( ??? (7) 熱力學(xué)第二定律 熱力學(xué)第二定律做出了與可逆過(guò)程的區(qū)別和量化了只在不可逆中發(fā)生的過(guò)程。熱力學(xué)第二定律可以有多種敘述方法。一種方法可以用在開(kāi)式系統(tǒng)里熵流的概念和過(guò)程的不可逆性來(lái)描述。不可逆性的概念為系統(tǒng)循環(huán)的運(yùn)作提供了更深入的研究。例如，在給定的兩 個(gè)溫度之間，有給定的制冷負(fù)荷，這個(gè)制冷循環(huán)的不可逆性越大，它的運(yùn)行就需要更大功。不可逆產(chǎn)生的原因包括壓力的線性下降，在熱交換過(guò)程中熱交換器的熱量損失，以及各種不可避免的機(jī)械摩擦。循環(huán)系統(tǒng)中減低總的不可逆性可以提高系統(tǒng)的循環(huán)特性。在沒(méi)有不可逆性時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最大理想效率。在一個(gè)開(kāi)式系統(tǒng)里，熱力學(xué)第二定律用熵表達(dá)為： dIsmsmdS eeiiTQs y s t e m ???? ??? (8) 式中： systends 在這個(gè)系統(tǒng)的熱力學(xué)過(guò)程中 dt 時(shí)間內(nèi)總的交換 量。 iism? 由質(zhì)量的流進(jìn)引起的熵增。 eesm? 由質(zhì)量的流出引起的熵減。 TQ/? 在一定的溫度下由系統(tǒng)與環(huán)境的熱交換產(chǎn)生的可逆引起的熵的變化。 dI 由于不可逆引起的熵 (總是正的 ) 公式 (8)說(shuō)明了在系統(tǒng)中所有的熵變。重新整理以下，這個(gè)公式可以寫(xiě)為： ? ?IddSsmsmTQ s y siiee ???? )( ??? (9) 整體上，如果系統(tǒng)中流進(jìn)與流出的參數(shù)，質(zhì)量流量和同環(huán)境的交換量不隨時(shí)間而變化。熱力學(xué)第二定律的一般公式可以寫(xiě)為： ImsmsTQSS outinr e vs y s t e mif ????? ??? )()(/)( ? (10) 在很多應(yīng)用中，這個(gè)過(guò)程被認(rèn)為是一個(gè)穩(wěn)態(tài)過(guò)程。所以，系統(tǒng)的熵增為零。不可逆的比率指的是由不可逆性產(chǎn)生的熵占總熵的比率。這個(gè)比率可以由公式(10)計(jì)算出來(lái)。 ??? ??? s ur rinout T QmsmsI )()( (11) 公式 (6)可以用來(lái)代替熱交換量。注意的一點(diǎn)是：環(huán)境與系 統(tǒng)的絕對(duì)溫度是熱交換要用到的最后一個(gè)條件。如果環(huán)境的溫度與系統(tǒng)的溫度是相同的，那么熱傳遞是可逆的，并且在公式 (11)的最后一個(gè)條件為零。 公式 (11)通常用于同質(zhì)量流進(jìn)同質(zhì)量流出的系統(tǒng)中，沒(méi)有功，可以忽略動(dòng)能、勢(shì)能。把公式 (6)和公式 (11)聯(lián)立可以得到 ? ?s ur r inoutinout T hhssmI ???? )( (12) 在一個(gè)循環(huán)中，一個(gè)能量循環(huán)產(chǎn)生功的降低， (或者一個(gè)制冷循環(huán)所需要的功的增加 )等于周?chē)h(huán)境的絕對(duì)溫度乘以在循環(huán)中各 個(gè)不可逆的總量。因此，在同等的條件下，任何制冷循環(huán)中不管是理論還是實(shí)際中，可逆過(guò)程的功與實(shí)際的功會(huì)變?yōu)椋? ??? ITWW r e v e r s i b l ea c tu a l 0 (13) 制冷循環(huán)的熱力學(xué)分析 制冷循環(huán)是把熱能從一個(gè)低溫的區(qū)域傳遞到另一個(gè)高溫的區(qū)域。通常較高溫度 TR是周?chē)h(huán)境中的空氣或者冷卻水的溫度， T0是環(huán)境的溫度。 熱力學(xué)第一和第二定律可以應(yīng)用到單個(gè)成分中去決定質(zhì)量和能量的平衡，同時(shí)也可以來(lái)分析其的不可逆能力。這個(gè)過(guò)程在以下的幾個(gè)章節(jié)中會(huì)講到。 制冷循環(huán)的性能通常用性能參 數(shù)來(lái)衡量，性能參數(shù)定義為循環(huán)可以移走的熱量除以系統(tǒng) 輸入的所必需的能量。 COP≡外部提供的凈能量 制冷能力 (14) 對(duì)于蒸氣壓縮系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，提供的凈能量通常是以功、機(jī)械能或電能的形式出現(xiàn)，并且還包括壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵所需要的能量。因此： evapWQCOP? (15) 在吸收式制冷循環(huán)中，提供的凈能量是以熱量的形式傳送到發(fā)生器和功傳送到泵與風(fēng)機(jī)中去。所以： genev apWQ QC O P ?? (16) 在很多情況下，給吸收式系統(tǒng)提供的功相對(duì)于給發(fā)生器提供的熱量是非常小的。所以功常常可以被忽略。 熱力學(xué)第二定律在制冷循環(huán)中的應(yīng)用，顯示了在相同條件下，一個(gè)完整的可逆循環(huán)可能擁有的最大 COP。實(shí)際制冷循環(huán)與可逆的理想循環(huán)的區(qū)別是制冷效率： tevR COPCOP)(?? (17) 卡諾循環(huán)通常用于理想可逆的制冷循環(huán)。對(duì)于多級(jí)循環(huán)，每一個(gè)階段都可以由一個(gè)可 逆循環(huán)來(lái)描述。 狀態(tài)方程 狀態(tài)方程是表征流體壓強(qiáng)、 流體密度、 溫度等三個(gè)熱力學(xué)參量的函數(shù)關(guān)系式。當(dāng)系統(tǒng)處于熱力學(xué)平衡： (18) 統(tǒng)計(jì)力學(xué)的原則被應(yīng)用于 (1)探索物質(zhì)的基本性質(zhì) ,(2)預(yù)測(cè)一個(gè)狀態(tài)方程基于特定系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì) ,或者 (3)提出一個(gè)函數(shù)形式與未知參數(shù)狀態(tài)方程這是由測(cè)量的熱力學(xué)性質(zhì)決定的物質(zhì)。此基礎(chǔ)上的一個(gè)基本方程是維里方 程。維里方程表示為相互的擴(kuò)張壓力 p 或每單位質(zhì)量體積 v 的值 (19) (20) 系數(shù) B’ ,C’,D 39。,等 ,和 B,C,D,等等 ,都是維里系數(shù)。 B 和 B 第二維里系數(shù) 。C’和C 是第三維里系數(shù)等。維里系數(shù)是溫度的函數(shù) ,的值在方程 (19)和相應(yīng)的系數(shù) (20)是相關(guān)的。例如 ,B = B / RT 和 C =(C B)/(RT)2。理想氣體常數(shù) R 的定義是 (21) (pv)T 是壓力和體積的等溫線 ,Ttp 是定義三相點(diǎn)的溫度水 ,是 176。 R。當(dāng)前最好的 R 值是 lbf/(lb mole176。 R). pv/ RT 數(shù)量也被稱(chēng)為壓縮因子 。也就是說(shuō) ,Z = pv / RT 或 維里形成的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是統(tǒng)計(jì)力學(xué)被用來(lái)預(yù)測(cè)低階系數(shù) 并提供物理維里系數(shù)的意義。例如 ,在方程術(shù)語(yǔ) B / v 是一個(gè)函數(shù)的兩個(gè)分子之間的相互作用 ,C / v2 三分子之間 ,等。自低位交互是常見(jiàn)的 ,高階術(shù)語(yǔ)是先后的貢獻(xiàn)更少。 熱力學(xué)使用分區(qū)或分布函數(shù)來(lái)確定維里系數(shù) 。然而 ,第二個(gè)和第三個(gè)系數(shù)的實(shí)驗(yàn)值優(yōu)先。密集的液體 ,許多高階術(shù)語(yǔ)是必要的 ,既不能令人滿(mǎn)意地預(yù)測(cè)從理論也不能確定從實(shí)驗(yàn)測(cè)量。一般來(lái)說(shuō) ,截?cái)嗨木S里展開(kāi)條款是有效的密度小于一半價(jià)值的臨界點(diǎn)。更高的密度 ,可以使用附加的條款和經(jīng)驗(yàn)決定的。數(shù)字計(jì)算機(jī)允許使用非常復(fù)雜的狀態(tài)方程在計(jì)算 pvT 價(jià)值觀 ,甚至高的密度。 BenedictWebbRubin(BWR)狀態(tài)方程 (本篤 et al . 1940 年 )和 MartinHou方程 (1955)有相當(dāng)大的使用 ,但是一般應(yīng)限于密度低于臨界值。BenedictWebbRubin Strobridge(1962)建議修改關(guān)系 ,在更高的密度 ,可以收到良好的效果用于 pvT 表面延伸到液相。 BWR 方程已被廣泛用于碳?xì)浠衔?(庫(kù)珀和 Goldfrank 1967): 常系數(shù) Ao, Bo, Co, a, b, c, α , γ . MartinHou 方程、開(kāi)發(fā)烴類(lèi)化 合物被用來(lái)計(jì)算熱力學(xué)在第 20 章和陳匯熱力學(xué)屬性表制冷劑的性質(zhì) (Stewart et al . 1986 年 )。的 MartinHou 方程如下