c6化工過程的能量分析-閱讀頁
2025-01-08 12:06本頁面
【正文】 式中熵 積累 是指體系的熵變，是體系由于不穩(wěn)定流動(dòng)所積累的；熵 產(chǎn)生 是體系內(nèi)部不可逆性引起的熵變；熵 進(jìn)入與熵 離開 是進(jìn)入體系與離開體系的熵，分別包含由于質(zhì)量進(jìn)、出體系而帶入、帶出的一部分熵流動(dòng)（ mi Si）和隨δQ 的熱流動(dòng)產(chǎn)生的熵流動(dòng)。該式適用于任何熱力學(xué)體系，對(duì)于不同體系可進(jìn)一步簡(jiǎn)化。n損失功法： 是以 熱力學(xué)第一定律為基礎(chǔ) ，與理想功進(jìn)行比較，用熱效率評(píng)價(jià)。 目前進(jìn)行化工過程熱力學(xué)分析的方法大致有 兩種 ： 理想功理想功 體系從一個(gè)狀態(tài)變到另一狀態(tài)時(shí)，可以通過各種過程來實(shí)現(xiàn)。 理想功理想功 體系的狀態(tài)變化是在一定的環(huán)境條件下按完全可逆的過程進(jìn)行時(shí)，理論上可能產(chǎn)生的最大有用功或者必須消耗的最小功。T0 的環(huán)境的環(huán)境 —— 環(huán)繞我們四周的大氣 (是特別指定的 ) 因而，理想功是一個(gè)理 論 的極限 值 ，是用來作 為實(shí)際 功的比 較標(biāo) 準(zhǔn)。體系所處的環(huán)境構(gòu)成了一個(gè)溫度為 T0 的恒溫?zé)嵩?。它包括可以利用的功及體系對(duì)抗大氣壓力 p0 所作的膨脹功 p0⊿ V。則（ 638） 由式可 見 ，非流 動(dòng)過 程的理想功 僅 與體系 變 化前后的狀 態(tài) 及 環(huán) 境的溫度 (T0 )和 壓 力 (p0 )有關(guān)，而與具體 變化 途徑無關(guān)。 而 ⊿ U－ T0 ⊿ S 0，加 p0⊿ V 實(shí)為相減 壓縮過程 : ⊿ V 0， p0⊿ V 0 。 理想功的大小與完成相同狀態(tài)變化的實(shí)際理想功的大小與完成相同狀態(tài)變化的實(shí)際過程做的功無關(guān)，也與該實(shí)際過程是否作功無關(guān)。 必須指出，理想功和可逆功并非同一個(gè)概念。例例 題題 66 試計(jì)算非流動(dòng)過程中 1Kmol N2從 813K、 373K、 。解： 據(jù)式（ 639）來計(jì)算 非流動(dòng)過程 中的理想功（ 639）⊿ U 的值不知道，但 ⊿ U ＝ ⊿ H － ⊿ （ pV）所以 設(shè) 氮?dú)庠?813K、 及 373K、 狀態(tài)下可應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程，則 即為氮?dú)庠诜橇鲃?dòng)過程中所能做出的最大功為。因此，對(duì)能量用于做功而言，總能量中的，而 則是無效的。（ 642）代入式（ 642），因?yàn)?狀態(tài)變化相同狀態(tài)變化相同（ 643） 式中， Q 為體系在實(shí)際過程中與溫度為 T0 的環(huán)境所交換的熱量 。 過程的推動(dòng)力越大，過程的不可逆性愈大，則總熵的增加愈大，不能用于做功的能量即損失功也愈大。（以能量的 降級(jí)降級(jí) 為代價(jià)）。（ 646）（ 645） 從式（ 645）和式（ 646）不 難 看出， 熱 力學(xué)效率 ηT 必然小于 1，它表示真 實(shí)過 程與可逆 過 程的差距。 例例 題題 67 試求 298K 的水變?yōu)?273K 的冰時(shí)的理想功，設(shè)環(huán)境的溫度 T0 分別為 298K和 248K，過程是穩(wěn)定流動(dòng)過程。狀 態(tài) 溫度 /K 焓 /(kJ/kg) 熵 /(kJ/(kg?K))H2O(1)H2O(s)298273①① 環(huán)境溫度 T0 為 298K， 高于 即欲使水 變?yōu)?冰，需用冰機(jī)，理 論 上 應(yīng) 消耗的最小功 為 。 計(jì)算結(jié)果表明，系統(tǒng)的始、終態(tài)相同，但環(huán)境溫度不同，理想功也不相同 。此透平機(jī)既不絕熱也不可逆，輸出的軸功相當(dāng)于可逆絕熱膨脹功的 85% 。求此過程的理想功、損失功及熱力學(xué)效率 ηT 。當(dāng)膨脹到 p2= 時(shí)的熵 S2’=(kgK )求得實(shí)際膨脹終態(tài)時(shí)的焓值不絕熱不可逆膨脹狀態(tài) 1 狀態(tài) 2此過程的理想功為損失功為理想功與實(shí)際功之差 損失功也可根據(jù)總熵變來計(jì)算 ， 即熱力學(xué)效率為謝謝觀看 /歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAIT
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