工程熱力學(xué)(1)-在線瀏覽
2025-02-15 00:31本頁面
【正文】 系 可逆過程必定是準(zhǔn)靜態(tài)過程，準(zhǔn)靜態(tài)過程不一定可逆。 一、熱力學(xué)第一定律的實質(zhì)及內(nèi)容167。 能量守恒與能量轉(zhuǎn)換定律在熱力學(xué)中的應(yīng)用。 第一定律的表達(dá)：輸入系統(tǒng)的能量 — 系統(tǒng)輸出的能量 =系統(tǒng)儲存能量的變化量能量的類型： 傳遞中的能量 功和熱量 過程量 儲存的能量 內(nèi)部和外部狀態(tài)參數(shù)決定 狀態(tài)量 熱力學(xué)第一定律又可表述為 “ 第一類永動機是造不成的 。 熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容167。 第三節(jié) 熱力學(xué)第二定律167。 “不可能從單一熱源吸取熱量使之完全變成有用的功，而不產(chǎn)生其它的變化。 它表明了熱能和機械能相互轉(zhuǎn)換時的方向性。? 第二類永動機： 從單一熱源吸熱使之完全變?yōu)楣Χ涣粝氯魏斡绊憽=Q1Q2167。 “不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體，而不產(chǎn)生其它變化。 它表明了熱量傳遞的方向性。Q1Q2W3）兩種說法的的等價性必然違反開爾文說法Q1Q2wW=Q1Q2Q2然違反克勞修斯說法Q1Q2wQW=1 = W +Q2=Q+Q2 假定熱量能自動地從低溫源傳到高溫源，則單熱機也能造成。 熱傳導(dǎo)216。 一、水蒸氣的基本概念水蒸氣 在空氣中含量極小，當(dāng)作 理想氣體一般情況下，為 實際氣體 。直到內(nèi)燃機發(fā)明，才有燃?xì)夤べ|(zhì)。優(yōu)點 : 便宜，易得，無毒， 膨脹性能好，傳熱性能好。167。 水的汽化速度取決于水的溫度，當(dāng)水溫不變時，單位時間從水面飛出的分子數(shù)目不變。 水蒸氣液化的速度取決于汽空間水蒸氣的壓力。 飽和狀態(tài)： 達(dá)到一定狀態(tài)時，汽化與液化這兩種方向相反的過程就會達(dá)到動態(tài)的平衡。 飽和溫度： 飽和狀態(tài)時汽、液的溫度相同，此時的溫度稱為飽和溫度。 飽和壓力： 飽和狀態(tài)時水蒸氣的壓力稱為飽和壓力。 對應(yīng)于某一定的飽和溫度，必有一定的飽和壓力。 蒸發(fā)與沸騰167。167。 即只有水溫等于水的壓力下的飽和溫度時，水才可能沸騰。 水蒸氣的狀態(tài)參數(shù)167。167。二、 水的定壓汽化過程及其特點水的定壓汽化過程t ts t = ts t = ts t = ts t tsv v’ v = v’ v = v’’v ’ v v’’ v v’’未飽和水 飽和水 飽和濕蒸汽 飽和干蒸汽 過熱蒸汽h h’ h = h’ h = h’’h ’ h h’’ h h’’s s’ s = s’ s = s’’s ’ s s’’ s s’’水預(yù)熱 汽化 過熱s水蒸氣的 pv圖和 Ts圖一點，二線，三區(qū)，五態(tài)一點 兩線 三區(qū) 五態(tài)一點 物質(zhì)的臨界點兩線 飽和蒸汽狀態(tài)連線（上界限線）飽和液體狀態(tài)連線（下界限線） 三區(qū) 汽態(tài)區(qū)：上界限線與臨界等溫線上段右側(cè)區(qū)域液態(tài)區(qū)：下界限線與臨界等溫線上段左側(cè)區(qū)域 濕蒸汽區(qū)：上、下界限線之間的鍾罩形區(qū)域 五態(tài) 過熱蒸汽：一定壓力下，溫度高于對應(yīng)飽和溫度的蒸汽。 飽和蒸汽：一定壓力下，溫度等于對應(yīng)飽和溫度的蒸汽。 濕蒸汽：飽和蒸汽與飽和液體的機械混合物。或者說：一定溫度下，壓力等于飽和蒸汽壓的液體?；蛘哒f：一定溫度下，壓力高于飽和蒸汽壓的液體。 一、活塞式壓縮機的工作原理和示功圖空氣進口排入空氣瓶中主要部件： 活塞 氣缸 濾清器 吸、排氣閥 散熱肋片pVPb空氣瓶壓力4 123V0單級活塞式壓縮機示功圖p21V1V4V04VVs3工作過程吸氣過程 41壓縮過程 12排氣過程 23余隙容積內(nèi)壓縮空氣的膨脹過程 34圖中 23和 41不是狀態(tài)變化，而是表示氣缸內(nèi)氣體質(zhì)量的變化。 二、單級活塞式壓縮機所消耗的機械功單級理想壓縮機 pV圖 p2pp10V2”V21V2’2”62v43 2’5’ 5 5”V1定溫多變絕熱定壓吸氣過程 41： 氣體的壓力、溫度和比容均未變化。壓縮過程 12：分為 定溫壓縮 1 2’ 、 絕熱壓縮 12” 和 多變壓縮 12三種情況 。 對壓縮機而言，示功圖 pV 圖所包圍的面積表示壓縮機的耗功，從 pV圖可以看出 定溫壓縮耗功最少 ，而 絕熱壓縮所消耗的機械功最大 。167。 可見，有余隙容積存在時，壓縮機供氣量減少了，從而消耗的功也減少了。 可見，余隙容積對壓縮機耗功沒有影響。容積效率：p21V1V4V04VVs3容積效率： 有效吸氣體積與氣缸工作體積之比。容積效率：稱為壓縮機的余隙比 稱為壓縮機的增壓比3）對于壓力較高的情況，一般采用雙級壓縮和中間冷卻。2）當(dāng) ? ? ， p2 ? ，壓縮終溫 t2 ?，為保證潤滑，要求 t2 160?C， ? ? 7, ? = 2 6? 。單級壓縮：面積 012340雙級壓縮：面積0122’3’40pV雙級活塞式壓縮機 pV圖01為低壓缸吸氣過程；12為低壓缸多變壓縮過程；25為低壓缸排氣過程；52’ 為高壓缸吸氣過程；2’3’ 為高壓缸多變壓縮過程；3’4 為高壓缸排氣過程。這個中間壓力 Pm稱為雙級壓縮的 最佳中間壓力 。m級壓縮，最佳增壓比為第五節(jié) 氣體動力循環(huán)氣體動力循環(huán)： 用空氣和燃?xì)庾鳛楣べ|(zhì)而進行工作的循環(huán)。 往復(fù)式內(nèi)燃機的實際工作循環(huán)1230—1 吸空氣 pV一般 n=~柴油自燃 t=335℃ p02’01—2 ’ 多變壓縮p2’=3~5MPa t2’=600~800℃2’ 噴柴油2 開始燃燒2—3 迅速燃燒，近似 Vp↑5~9MPa工質(zhì)放熱多于吸熱453—4 邊噴油，邊膨脹123pVp0 1’2’0t4可達(dá) 1700~1800℃4 停止噴柴油4—5 多變膨脹V近似 膨脹pp5=~t5?500℃5—1’ 開閥排氣， 降壓1’—0 活塞推排氣 ,完成循環(huán)往復(fù)式內(nèi)燃機的理想工作循環(huán)167。12：絕熱壓縮；：絕熱壓縮； 23：定容吸熱；：定容吸熱； 34：定壓吸熱；：定壓吸熱； 45：絕熱膨脹；：絕熱膨脹； 51：定容放熱：定容放熱q二、影響循環(huán)熱效率的主要因素混合加熱理想循環(huán)的熱效率及其影響因素吸熱量放熱量 (取絕對值）熱效率① 壓縮比 ：② 定容升壓比：定容加熱量越大，升壓比越大。12為絕熱過程23為定容過程34為定壓過程45為絕熱過程將其代入熱效率表達(dá)式，有可見：① ② 由圖可見， ε、λ↑→ Tm1↑，所以熱效率ηt↑?？梢姡憾▔杭訜崂硐胙h(huán)的熱效率及其影響因素 早期柴油機轉(zhuǎn)速低，燃料一邊燃燒一邊膨脹，整個燃燒過程中氣缸內(nèi)的壓力變化不大，可近似的認(rèn)為是定壓燃燒過程。壓縮比相同，吸熱量相同時三種理想循環(huán)的比
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