c6化工過程的能量分析-在線瀏覽
2025-01-30 12:06本頁面
【正文】 化時(shí)才出現(xiàn)。v 熱和功都是被傳遞的能量 ，當(dāng)能量以熱的形式傳入體系后，不是以熱的形式儲(chǔ)存，而是增加了該體系的內(nèi)能。252。 能量的傳遞：1. 熱 :Q2. 功 :W 從能量守恒可導(dǎo)出普遍條件下適用的能量平衡方程。 （ 1） 封閉體系封閉體系 封閉體系是指體系與環(huán)境之間的界面不允許傳遞物質(zhì)，而只有能量交換，即 δm1=δm2=0， 于是能量方程式（ 69）變成（ 610） 封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng) 進(jìn)行的過程通常都不能引起外部的勢(shì)能或動(dòng)能變化，而只能引起內(nèi)能變化，即又因封閉體系流動(dòng)功為零，由式（ 65）得 δW =δWS 于是有 對(duì)單位質(zhì)量的體系 （ 612）又 m為常數(shù)，式（ 610）中 d(mE)體系 ＝ mdE=mdU，所以 （ 611）（ 2） 穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài) 流流 動(dòng)動(dòng) 體系體系 216。流動(dòng)過程有如下特點(diǎn)（ 1）設(shè)備內(nèi)各點(diǎn)的狀態(tài)不隨時(shí)間變化（ 2）垂直于流向的各個(gè)截面處的質(zhì)量流率相等 ?，F(xiàn)討論幾種常見情況。（動(dòng)能為 1 kJ/kg時(shí)，所需速度為 45m/s。在許多工業(yè)裝置中，進(jìn)出口物料一般沒有這樣大的變化。此式是 不對(duì)環(huán)境作功 的 穩(wěn)流體系進(jìn)行熱量恒算的基本關(guān)系式。氣體在絕熱不做外功的流動(dòng)過程中，如蒸汽噴射泵及高壓蒸汽在汽輪機(jī) 噴嘴 中的噴射是否存在軸功 ?位能是否變化 ?否否是否和環(huán)境交換熱量 ? 通?？梢院雎允剑?613）可簡(jiǎn)化得到絕熱穩(wěn)定流動(dòng)方程式 此式表明，氣體在絕熱不做軸功的穩(wěn)定流動(dòng)過程中，動(dòng)能的增加等于其焓值的減小。熱、功的不等價(jià)性（功是高質(zhì)量的能量，而熱是低質(zhì)量的能量）是熱力學(xué)第二定律的一個(gè)基本內(nèi)容。 熱量可以經(jīng)過熱機(jī)循環(huán)而轉(zhuǎn)化為功，圖 63為一熱機(jī)示意圖。圖 63熱機(jī)的工質(zhì)從溫度為 T1的 高溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩?吸取熱量 Q1，熱機(jī)向外作功 W，然后向溫度為 T2 的 低溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩?放出熱量 Q2，從而完成循環(huán)。 循環(huán)過程產(chǎn)生的功循環(huán)過程產(chǎn)生的功 W 和從高溫?zé)嵩次盏暮蛷母邷責(zé)嵩次盏臒崃繜崃?Q1 之比稱為熱機(jī)的效率之比稱為熱機(jī)的效率 η（ 623）（ 624）在研究和改進(jìn)熱機(jī)的過程中，需要知道什么樣的循環(huán)熱效率最高？影響熱效率的因素有哪些？如何得到最高的循環(huán)效率呢？ Carnot定理回答了這些問題。（ 625） （（ 2）） 熱功間的轉(zhuǎn)化存在著一定的方向性，即功可以自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為熱， 且功與功之間理論上也可等當(dāng)量完全轉(zhuǎn)化。由此可見， 熱和熱和功是不等價(jià)的功是不等價(jià)的 。這是不現(xiàn)實(shí)的。將式（ 625）整理后得 若可逆熱機(jī)在高溫?zé)嵩粗晃諢o限小的熱量，而在低溫?zé)嵩粗环懦鰺o限小的熱量，構(gòu)成一無限小的可逆循環(huán)，此時(shí)可得（ 627）（ 626）任何一個(gè)可逆過程循環(huán)，可以看成由無限多個(gè)微小的Carnot循環(huán)組合而成。 式 (630)即為Clausius不等式。當(dāng)過程不可逆時(shí)，過程的熵變總是大于過程的熱溫商。 當(dāng)體系和環(huán)境經(jīng)歷任何變化后，熵的總量只會(huì)增加，永不減少。 對(duì) 于 孤孤 立體系立體系 （將體系與 環(huán) 境加在一起）， δQ ＝ 0， 則 式（ 631） 變?yōu)椋?632）或 因?yàn)槭墙^熱過程，體系與環(huán)境之間沒有熱量的交換：對(duì) 不可逆絕熱過程 ，根據(jù)熵增原理：例題例題 63 64 熵平衡熵平衡 以熱力學(xué)第一定律為指導(dǎo) ,以能量方程式為依據(jù)的能量恒算法在分析與解決工程上的問題是十分重要的 ,它從 能量轉(zhuǎn)換的數(shù)量關(guān)系 評(píng)價(jià)過程和裝置在能量利用上的完善性；然而它對(duì)于揭示過程不可逆引起的能量損耗，則毫無辦法。熵就是用以計(jì)算這些限制的。 體系經(jīng)歷一個(gè)過程后，其能量、質(zhì)量和體積可以發(fā)生變化。類同能量平衡的處理方法，需要建立熵平衡關(guān)系式，所不同的是必須把 過程不可逆性而引起的熵產(chǎn)生 作為輸入項(xiàng)考慮進(jìn)去。熵產(chǎn)生封閉系統(tǒng)熵產(chǎn)生減少了系統(tǒng)對(duì)外做功的能力。如：原來可以變?yōu)?功 的那部分能量變成了我們不能利用的 熱，從而產(chǎn)生了熵熵產(chǎn)生（（ 1）） 敞開體系熵平衡方程
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