第七讲 等熵过程及压气机热力过程.ppt

四个热力过程在p v T s图上相互位置关系 1 p v图上定温 定熵过程线的相互位置 从相同状态点出发 定熵线要比定温线 dp dv值 定温过程 dp dv p v 定熵过程 dp dv kp v b 压缩过程 a 膨胀过程 陡 2 T s图上定容 定压过程线的相互位置 从相同状态点出发 定容线比定压线 dT ds值 定压过程dT ds T cp 定容过程dT ds T cV b 冷却过程 a 加热过程 陡 定熵过程的变值比热容计算 适用情况 精度要求比较高的工程计算 1 平均绝热指数方法计算 过程方程 pvk 定值 问题 当T2未知时 确定km值比较困难 2 按气体热力性质表数据计算 定熵过程 s 0 由热力性质表查得温度T2 N2气体被可逆绝热压缩 初态p1 105Pa T1 300K 终态p1 8 105Pa 求终态温度T2及压缩5kmolN2气体的压缩过程功和所需要的轴功 按 1 定值绝热指数 2 平均绝热指数 3 热力性质表 例题4 3 解 1 定值绝热指数 由表3 2 CV m 0 741 28 20 75J mol K Cp m 1 038 28 29 06J mol K 2 按平均绝热指数 在27 300K 时 在267 540K 近似平均值 3 按热力性质表 300K Hm1 8723 9J mol Hm2 15806J mol W Ws k 3 5415 104 1 395 2 5387 104kJ 结果比较 1 543 4 2 540 5 3 541 3 附表9 得T2 541 3K Ws n Hm2 Hm1 5 103 15806 8723 3 5415 104kJ 多变过程 实际过程的多样性 指数n叫多变指数 对一个过程 n值可以保持不变 不同的过程有不同的n值 或一个过程中 在不同的局部中n是变化的 多变指数n的确定原则 多变过程的参数关系 多变过程热力学能 焓 熵 u cv T h cp T 实验 请课代表安排4人一小组 每次2组 1kg空气分两种情况进行热力过程 均作膨胀功300kJ 一种情况下 吸热380kJ 另一种情况下吸热210kJ 问两种情况下空气的热力学能变化多少 若两种过程都是多变过程 求多变指数 并将两个过程在同一p v图和T s图上绘出 按定值比热容计算 例题4 4 解 1 按第一定律观点 u q w u1 380 300 80kJ kg u2 210 300 90kJ kg 查附表3cv 0 717kJ kg KRg 0 287kJ kg Kk 1 4 T1 u1 cv 80 0 717 111 6K T2 u2 cv 90 0 717 125 5K 2 多变指数过程初终状态参数 比热容的原始定义 多变过程膨胀功表达式中需要有多变指数 能量守恒 图 0 n1 n2 k 4 5压气机的热力过程分析 4 5 1理想压缩机的假设4 5 2理想压气机耗功4 5 3三种过程耗功的比较4 5 3分级压缩中间冷却分析4 5 4余隙容积对压气机工作的影响4 5 5摩擦对压气过程的影响 本节内容 假设 1 活塞上死点与气缸头之间的间隙 余隙容积忽略 2 进排气压力损失忽略 3 压缩过程可逆 满足上述条件的压气机称理想压气机 重要参数指标定义 排气压力与进气压力之比称增压比 p2 p1 余隙容积 全过程应包括有 吸气 压缩 排气三个过程 故是开口系统 压缩机耗功应该是技术功 当进口动能差 位能差忽略时即为轴功 基本分析 吸气过程 由假设2 0 1 进气过程外界对压缩机作功p1 v1 0 压缩过程 由假设3 1 2 有三种情况 等熵 等温 多变 1 等熵 2 等温 3 多变 排气过程 由假设2 p2 0 v2 因此 压气机消耗的功为 1 等熵 2 等温 3 多变 注意 压气机所消耗的功为技术功 因此上述分析可以这样 开口系统 能量方程 q h wt 对等熵和多变过程 设定绝热 q 0 wt h 1 等熵过程焓值计算 2 多变过程焓值计算 等温过程计算按照放热量等于功分析 通常压气机的压缩功消耗用压缩比表示 三种过程的比较 三种过程在示功图比较 1 耗功量见图4 9 由p v图分析 当 相同 初态相同时 有 2 终温 当 相同时 对压缩机影响 等熵压缩过程压缩终了的气体温度最高 对压气机工作不利 等温压缩比较有利 但实际做不到 多变过程介于上述两种情况中间 实际工程中 常采用强化压缩过程的散热或采用分级压缩中间冷却措施 以起到既降低耗功和终温 又提高增压比的目的 两级压缩 中间冷却 原理 中间冷却的压缩机过程分析 忽略不可逆损失时耗功 假设两个过程的