【正文】 期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 99 ?噴管的型式 根據(jù)噴管截面形狀的不同，噴管可分為兩種型式：漸縮噴管 和 漸縮漸擴(kuò)噴管 。 2. 絕熱流動(dòng)的作功過(guò)程 水蒸汽在絕熱情況下流經(jīng)汽輪機(jī)時(shí)乃是依靠它的焓降轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)功。 ? 濕蒸汽參數(shù)可按下式計(jì)算 ： 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 88 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 89 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 90 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 91 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 92 溫熵圖 液體熱 ql=h′ 汽化潛熱 r =h″ h′ 過(guò)熱熱量 qsu=h h″ 所以： h′= ql h″= ql + r h = ql + r + qsu 溫熵圖上任一點(diǎn)的焓值都可以 用通過(guò)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(lái)表示。 水的臨界點(diǎn)參數(shù)： tc=℃ pc= MPa vc= m3/kg 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 83 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 84 為什么用圖表 ？ 工程中需要這些數(shù)據(jù)： h ,v ,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 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 85 水蒸汽不同于理想氣體 ， 其狀態(tài)方程極其復(fù)雜 。 ? ? ? ? ? ? ? ? iwZZgccvpvpuuq ????????? 122122112212 212022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 79 第七節(jié) 水蒸汽在定壓下的形成過(guò)程 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 80 水蒸汽在定壓下的形成過(guò)程 未飽和水 飽和水 濕蒸汽 干蒸汽 過(guò)熱蒸汽 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 81 水蒸汽的形成過(guò)程在 pv圖和 Ts圖上的表示 Mc——飽和水線； Nc——干飽和蒸汽線； ——液體熱； ——汽化潛熱； ——過(guò)熱熱量 ； c ——臨界點(diǎn) lq rsuq2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 82 過(guò)熱度： 過(guò)熱蒸汽的溫度 t 超過(guò)相應(yīng)于同一壓力下的飽和溫度 ts 的數(shù)值。 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 77 在對(duì)閉口系列能量方程時(shí)，系統(tǒng)與外界交換的功應(yīng)是膨脹功，在對(duì)壓氣機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)這樣的開(kāi)口系進(jìn)行計(jì)算時(shí)的功應(yīng)是技術(shù)功。此時(shí)，軸功就等于技術(shù)功 ，可用 ? ??? 21 st wv d pw在 pv圖上可用過(guò)程線 與 p軸包圍的面積表示。 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 74 ?技術(shù)功（ wt）：從熱力設(shè)備中流出來(lái)的技術(shù)上可資利用的功量。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： 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： 111211 21 vpgZcu ???222222 21 vpgZcu ???2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 72 ? 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(xiě)成： 令： ， 則： q iwiwvpgZcuqvpgZcu ????????? 222222111211 2121? ? ? ? ? ? ? ? iwZZgccvpvpuuq ????????? 122122112212 21pvuh ?? ? ? ? ?it wZZgccw ????? 12212221twhq ???2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 73 ?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) 。 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 68 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 69 第六節(jié) 穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 70 ?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?？赡孢^(guò)程中過(guò)程中的傳熱量可表示如下： 由此得到 熵的定義式 ： T dq ds Tds q Tds dq s s ? ? ? ? 2 1 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 67 pv圖和 Ts圖 功可用 pv圖上過(guò)程線與 v軸包圍的面積表示；熱量可用 Ts圖上過(guò)程線與 s軸包圍的面積表示，所以 pv圖和 Ts圖是分析氣體熱力過(guò)程的能量變化的有力工具。 ?二者都是能量在傳遞過(guò)程中的度量，且可相互轉(zhuǎn)換。則缸內(nèi)氣體對(duì)活塞所作的功為： 當(dāng)此 1kg氣體從狀態(tài) 1變化到狀態(tài)2時(shí)，所作的膨脹功為： （ J/kg） p d vp f d xdw ????21vvpdvw2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 64 功 與 熱量 ?在熱力學(xué)研究工質(zhì)的熱功轉(zhuǎn)換規(guī)律時(shí)：功 是過(guò)程的函數(shù)； 熱量 也是如此。 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 62 功在 pv圖上可用過(guò)程線與 v軸包圍的面積表示。 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 60 ?功與壓容圖 功 被定義為力及沿力方向所產(chǎn)生位移的乘積。 ? 理想氣體的內(nèi)能，是溫度的單值函數(shù)。 ? 工質(zhì)的內(nèi)能，決定于工質(zhì)的熱力學(xué)溫度和比容，即： u = f (T, v)。工質(zhì)的內(nèi)勢(shì)能與工質(zhì)的比容有關(guān)，是比容 v 的函數(shù)。 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 59 ? 內(nèi)動(dòng)能 ? 分子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。 注：該式僅適用于閉口系。一定量的熱消失時(shí)，必產(chǎn)生數(shù)量與之相當(dāng)?shù)墓?；消耗一定量的功時(shí)，必產(chǎn)生數(shù)量與之相當(dāng)?shù)臒帷? 理想氣體狀態(tài)方程 RTpv? RTpv ?2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 54 熱力學(xué)狀態(tài) 平衡狀態(tài)： 只要不受外界環(huán)境的影響，工質(zhì)的狀態(tài)就不會(huì)隨時(shí)間而變化，并且在工質(zhì)的內(nèi)部各處都具有相應(yīng)相同的壓力、溫度和比容等狀態(tài)參數(shù)。飽和狀態(tài)是這類工質(zhì)的重要性質(zhì)對(duì)蒸汽動(dòng)力循環(huán)、制冷循環(huán)和濕空氣過(guò)程的理解和分析有重要作用。 為什么定義理想氣體這種假想的模型 ？ 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 52 熱力發(fā)動(dòng)機(jī)中用來(lái)作為工質(zhì)的水蒸氣和制冷機(jī)中的制冷劑距液態(tài)不遠(yuǎn)，而且工作過(guò)程中有物質(zhì)的集態(tài)變化。那些離液態(tài)不遠(yuǎn)的氣體（如：水蒸氣）除外。 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 50 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 51 理想氣體 與 實(shí)際氣體 ?理想氣體： 它的分子是不占有容積的質(zhì)點(diǎn)，分子之間也不存在相互作用的內(nèi)聚力。）； ? 與外界無(wú)熱量交換的系統(tǒng)稱為 絕熱系 ； ? 與外界無(wú)任何形式的質(zhì)量和能量交換系統(tǒng)稱 孤立系 。 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 49 ? 若沒(méi)有質(zhì)量越過(guò)邊界，則系統(tǒng)稱為 閉口系 （ 又稱 控制質(zhì)量 ，用 CM表示。 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 48 A B 1） 熱力系統(tǒng)的分割完全是“ 人為 ”的，因此對(duì)于不同的問(wèn)題，甚至對(duì)于同一問(wèn)題可取不同的系統(tǒng)。熱力系統(tǒng)與外界的分界線（面）稱為 邊界 。熱力系統(tǒng)簡(jiǎn)稱 系統(tǒng) 、 體系 。 ? 平衡狀態(tài) ：在外界條件不變的情況下，即使經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間，系統(tǒng)的宏觀特性仍不發(fā)生變化，這種狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)。 ? 絕熱系 ：與外界無(wú)熱量交換的熱力系。 ? 開(kāi)口系 ：與外界有物質(zhì)交換的熱力系。 mVv ?vVm 1???2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 46 ?熱力學(xué)的幾個(gè)概念 ? 熱力系統(tǒng) ：工程熱力學(xué)中把所要研究的，為一定界面所包圍的物質(zhì)系統(tǒng)，稱為熱力系統(tǒng)。 ?單位： m3/kg ?密度 (ρ)： 比容的倒數(shù)。 1at=1kgf/cm2=98067Pa 1mmHg= 1mmH2O= 2022年 4月 14日星期四 動(dòng)力工程－熱工基礎(chǔ) 44 0 p p b p g 0 p p b p