工热复习提纲(第3稿)

1、工热复习提纲(第3稿)第一章1 .基本概念：热力系统、平衡状态、准静态过程、可逆过程等(掌握；书上相关 黑体字描述)2 .状态参数_ p pb pn(1) 压力p： 产 产 ig 要熟练掌握，记住其中pb可理解为压力表所处环境的压力！p pb r计算气体状态时一定要用绝对压力 压力单位 immhg = 133.3pa, 1mmh2o= 9.81pa1atm=1.01325 x 105 pa(2) 温度 t: t(k)= 273.15 + t( c )熟练掌握c9t(of) 32 -t(c)或记住：1atm下，纯水凝固点 32of,沸点212 of 5(3) 比体积 v (m3/kg)m(4)

2、简单可压缩热力系统的状态由两个相互独立的状态参数决定。3 .可逆过程体积膨胀功：w 12 pdv4.正向循环：(t-s图或p-v图上 顺时针)热能一机械能收益wnetq q2代价 q1 q11 9q1逆向循环：(逆时针)机械能一热能 制冷系数 旦 wnetq1 q2热泵系数(供暖系数) =旦 wnetq q2这一组公式适用于任何工质任何循环，不论可逆不可逆补充：国际单位制(si):基本单位：m, kg, s, k, mol, a, cd(发光强度) 导出单位：1n=1 kg - ms-21pa=1n/m2=1 kg m-1s-21j=1n - m =1 kg - m2s-2 1w=1j/s=1

3、 kg m2s-3第二章热一定律wt）热量（q）,嫡（s）1.概念：热力学能（u）,始（h）,膨胀功（w）,技术功2.公式熟练掌握：始的定义：h闭口系能量方程（第一解析式）膨胀功：wu pv ; h uqu wqu wq du pdv21 pdv ;pv开口系能量方程（第二解析式）技术功：wtq h w；q h wt q dh vdp2vdp掌握：wt wi - c2 g z wi （技术上可资利用的功） 技术功的定义：22wt w piv1 p2v21 vdp12 q h wth wic g z23 .热量：ds t可逆过程！ ！q tds4 .典型过程：绝热节流：h 0,但不能说是等始过程

4、，因为绝热节流是典型的可逆过程轴流式wch2 bl活塞式wc h2 h1 q汽机、燃气透平：wi wth几h2压气机：wcwiwth q h2 hi q1 91 9喷官：h1二gh2 -c2 ho （滞止燃）2 2遇到单位时间流率、加热率之类的问题的两种分析思路：1 .规定一个时间段（如 1小时、1分钟等），然后在后面的计算中就计算这一个时间段内的能量传递情况, 而不考虑时间因素；等计算出结果后再在结果的基础上处以这个时间段即可获得最终结果。2 .把相关比率全部化成“？/s”，如kg/s、m3/s、kj/s （ kw ）等，然后来计算。第三章理想气体的性质1.状态方程rg8314.3分子量（j

5、/kg 的r=8314.3 j/(kmol*k)注意单位！=8.3143 kj/(kmol*k)记住：常见气体分子量或摩尔质量(空气:28.97kg/kmol、氧气：32 kg/kmol、氮气：28.02 kg/kmol ）2 .理想气体比热：cp-rgcv1 rgcp cvrg （迈耶公式）cp=（绝热指数） c3 .公式du cvdtdh cpdtk:单元子气体k=1.67=5/3;双原子气体：k=1.4=7/5 ;多原子气体：k=1.29=9/7;dsdtrgdvvdtcptdv dpcp cv -cv ln rg ln v2tigviscp ln rg lnp tig picv ln

6、-p2 cp ln v2pivi4.理想气体平均比热容认为：理想气体比热容仅是温度的函数，即:a bt dt23et因此有：q12t2t1cmdt cm t tl12t1 ； cmt2t1q12t2t1t2f t dtt1;t2 t1注意：上式仅适用于理想气体，因为假定了比热容仅是温度的函数;5.分压定律和分体积定律：ppipi x pvviviiv xv6 混合气体c, u, h, s质量比热容c wic i热力学能 uwiu i焓 hwihij/(kg*k)j/(kg*k)j/(kg*k)j/(kg*k)熵 swi si第4章 理想气体热力过程1.四个典型热力过程pvn constn=0定

7、压n=1 定温n=k绝热n=oo定容k 12.重点：可逆绝热过程 pvk const -p2-tipiwt%h2cpg(tit2)k _ _ _ k _ _滔rgqt t2) nrggri 1p2k多变过程：wnn 1 不 p2p13.气体的压缩活塞式非常慢（理想）定温n=1非常快 绝热n=k实际多变1nk*余隙容积的影响_,wct .,压气机活塞式ct q （等温效率）wc叶轮式cs ws h2b t2（理想气体定比容）wch2 几t2 t14.多级压缩的最佳中间压力两级：p2 jp1 p3 ；或e2 巫（即两级压比相等）；（p1:初压；p3终压；p2:中间压力）p1p2多级:（m级）；亦即

8、各级压比相等;5 .如何在t-s图上“示功”和“示始变”1-2s、2n、2t过程的始变自己思考。6.能够计算相关热力过程（熟练掌握各种典型理想气体过程的过程方程、状态方程、迈耶公式、烙差计算公式、内能差计算公式；多 看多做相关例题、习题）2.卡诺循环：，逆向卡诺循环:卡诺循环效率:由两个可逆等温过程和两个可逆绝热过程组成!制冷系数：q2cqi q2t2ti t2供热系数（热泵系数）qiqi q2ti t2第5章热力学第二定律1.热二定律的两种说法：克劳修斯表述（从热量传递方向性的角度）：热不可能自发地、不付代价地从低温物体传至高温物体。开尔文一普朗克表述（从热功转换的角度）：不可能制造出从单一

9、热源吸热、使之全部转化为功而不留下其 他任何变化的热力发动机。即第二类永动机是不可能制造成功的。.q2.c 11qi，概括性卡诺循环（两个恒温热源间的可逆循环，是一种极限回热循环）： t i 至 i t2tqiti3.卡诺定理：? 定理一：在两个恒温热源之间工作的一切可逆热机具有相同的热效率，其热效率等于在同样热源间工作的卡诺循环热效率，与工质的性质无关。? 定理二：在两个恒温热源之间工作的任何不可逆热机的热效率都小于可逆热机的热效率。 证明反证法！q2t 2 s4 .多热源可逆循环：t i q2 i = iqiti s5 .嫡与克劳修斯不等式可逆不可逆ss2 slss2 sls / ( ds

10、s7q ( d st 2一 （ti 平均吸热温度； t 2 平均放热温度） ti全部过程s s2 s）9 s寸（ds辛），任何情况下，对于理想气体有：对于液体和固体，有:jssfsg嫡流：sf = tjq嫡产：q s sfs? 等嫡过程与绝热过程的关系： 绝热过程是不是等嫡过程？ 等嫡过程是不是绝热过程？6.嫡增原理与做功能力损失孤立系嫡增原理：sf =0； sso任意系统与其环境可构成孤立系：cvlnrg ln tiviscp in t2rg in -p2tipi,p2, v2cvln cpln pivis cln ( s mcln ) ； cp cv c（对于可逆过程为 0;对于不可逆过程

11、，不为 0）tsg0；sisossysssur做功能力损失：i t0 sg t0 siso灵活掌握，关键是孤立系统的划分，如换热过程的处理，参考相关例题、习题。需要掌握气体、固体的s如何计算！遇到单位时间流率、加热率之类的问题的两种分析思路：1 .规定一个时间段（如 i小时、i分钟等），然后在后面的计算中就计算这一个时间段内的能量传递情况, 而不考虑时间因素；等计算出结果后再在结果的基础上处以这个时间段即可获得最终结果。2 .把相关比率全部化成“？/s”，如kg/s、m3/s、kj/s （ kw ）等，然后来计算。第6章掌握几个概念:1 .压缩因子z定义为：温度、压力相同时的实际气体比体积与理

12、想气体比体积之比；即: 反映了：实际气体对理想气体性质（状态方程）的偏离程度。理想气体的z恒等于1偏离原因：理想气体不考虑分子体积及相互间作用力 实际气体分子之间既存在引力，又有斥力，分子本身也占据一定体积2 .实际气体状态方程了解范德瓦尔方程：prgtv ba2， v知道r-k方程是在范德瓦尔方程基础上的修正;维里（位力）方程是哥级数的形式；3.对比态定律（）相同的p, t下，不同气体的v不同的，相同的 相同的对比性质。pr, tr下，不同气体的vr相同，即各种气体在对应状态下有f(pr,tr,vr) 0对比参数：即物质实际参数和临界参数的比值tr1 crvrvvcr4.通用压缩因子图zpv

13、m/(rt)zcrpcrvmcrgcr)警；f(pr,tr,v,)0t rzfi pr,tr,zcrzcr 变化较小(0.23-0.29,般取0.27）,可视为常数;zpv7f2 p,trrg 会用通用压缩因子图（例6-6）和水线临界点m和蒸汽线第7章水蒸气1 .水和水蒸气的五种状态单相时，工质的任意一种状态可由两个独立的状态参数决定2 .熟悉水蒸气的p-v图和t-s图（一点两线三区五态）3区、5态。o关于气化潜热：气化潜热随压力升高而减小；当压力超过临界压力后，饱和水和饱和蒸汽之间 差异消失，无明显气化过程，气化潜热为零3 .熟练掌握蒸汽图表的使用方法会查水和水蒸气表、会用内插值法查表；熟练

14、掌握始嫡图用法，会根据始嫡图分析：湿蒸汽的温度、压力对于饱和蒸汽始的影响等。会用水和水蒸气图、表解决各种热力过程（如等嫡过程、等压过程、节流过程）的计算问 题。书上例题、课后习题！）4 .未饱和水、饱和水的状态参数当压力不太高时，无表可用的情况下可用下式 近似计算未饱和水和饱和水始值:ht cpt 4.1868t5 .湿蒸汽的干度x（湿蒸汽实际上是干饱和蒸汽 md与饱和水me的混合物）memd6 .湿蒸汽特性的计算v1xvxvh1xhxhs1xsxsrh h r s sts第8章湿空气掌握基本概念，会定性分析1. 了解相关概念：饱和湿空气：干空气与饱和水蒸汽的混合物未饱和湿空气：干空气与过热蒸

15、汽的混合物露点：湿空气中水蒸气分压力 pv所对应的饱和温度。td=ts（pv）。相对湿度6 :湿空气中水蒸气分压力pv与同温度，同样总压力下饱和湿空气中蒸汽分压力ps之比。pvps(0e 1)（f） =0:干空气0（f） twtd3. 了解湿空气的比烙的定义湿空气的比烙白定义：指1千克干空气的焰加上 0.001dkg水蒸汽的燃h h ha 0.001dhvkj/kg （干空气）ma4. 了解几种典型空气过程干加热过程（等湿升温过程）：温度会增高（at0）,始增大（ah0）,相对湿度降低（a小0）,而含湿量不变（ad = 0）;干冷却过程：是等湿降温过程，其特征是其温度会降低（a t0）,始减小

16、（a h0）,而含湿量不变（a d = 0）冷却去湿过程：湿空气被冷却到露点温度后，湿空气变为饱和状态，若继续冷却，将有水蒸气凝结析出，达到冷却去湿的目的等始加湿过程在绝热的条件下，湿空气吸收水分，含湿量增加的过程称为加湿过程。第9章气体和蒸汽的流动1. 一维稳定流动的基本方程:连续性方程:r&能量方程:m常数v1 2-c 常数2daadh过程方程:kpv常数dppdccdcdv一;vo；0;音速:,krt马赫数:（m1,超音速;m1 ,亚音速;m=1 ,音速）2.促使流动改变的条件:力学条件:cdcvdpdppkmdc一;c（dc与dp异号，亦即压降速增，反之亦然。）几何条件:daam2dc

17、mo,da0；减缩喷管;m1从mo, 至u m1da0；减扩喷管；缩放（拉伐尔）喷管;3.定嫡滞止参数:最基本:ho展开始:cpt最终可得:to/t2c ；um2 ；24.喷管的计算：以下内容帮助复习，但还要注重练习，多看例题。（1）气体出口流速的计算:c2.2(ho h2)可由h1 2 , -c ho推导出来。2对于理想气体:c212cp(to t2) ;2kk1rg(to t2)rgto 1 (p2/pok 1k 1povo 1 (p2) k po（以上可以自己推导，因此不必死记硬背！）（2）临界压力比定义： m=1的截面积称为临界截面，该截面处的压力为临界压力pcr；临界压力与滞止压力之

18、比称为临界压力比crpc po计算:pcrcrpl数值: 这个要记住！ ！双原子理想气体：k=1.4cr =0.528;三原子理想气体：k=1.3cr =0.546;过热水蒸气：k=1.3cr =0.546 ;干饱和水蒸气：k=1.135cr =0.577；(2)渐缩喷管出口压力p2背压pb出口压力p2出口流速c出口 m进出口压力差pb pcrp2=pbc2a2m1p1-p2=p1-pbpb0时，则科j0,表示热效应;? 当节流后dt0,表示冷效应;? 当节流后dt=0时，则科j=0,表示零效应。绝热节流前后状态（烙、嫡、温度、压力）的变化情况。注意：绝热节流不是定始过程！（书p30页黑体字）

19、第10章制冷循环1. 了解制冷系数及供热系数的求法qoqoc，wnetqk -qo收获c代价qkqkwnetqk q。2.压缩空气制冷循环一一布雷顿循环（燃机循环）的逆循环k 1kk 1p2pl制冷量：qop4p3p2p4p1% h4；向环境（高温热源）放热量:qkh2h3q。q。c wnet qk -qo加-h4h2 - h3 - h1 - h4（汽上升,下降）3.回热式压缩空气制冷循环h6 （无回热也是h6）；qo h1制冷量：qo h1向环境（高温热源）放热量:qkh3h4 (无回热 qkh3%卜3h4)qcw +netq二没变，但qk-qop3p3p2p1压缩空气制冷, 及qc较小；且

20、随汽上升,下降；采用回热的好处：可在小压比下实现较大制冷量，兼顾qc4 .压缩蒸汽制冷循环一一朗肯循环的逆循环t-s图p-h图q。 q。%也wnetqk-q。h2-hi5 .回热式压缩蒸汽制冷循环：会画 t-s图、会进行简单计算。（书例10-2）6 . 了解蒸汽吸收式制冷循环以及蒸汽喷射式制冷循环的原理。循环净功：wnet循环热效率:wnetqi汽轮机内效率ri实际功理论定燧功;泵内效率:ri汽耗率:3600w +netkg / kwh热耗率:q0d q13600q1煤耗率:b。q029308理论定端泵功实际泵功wnet100036003600wnet / q1t3600/ t-1000293

21、08123kj / kwhg/kwh提高朗肯循环热效率的途径:1 ct i t1(1)提高初蒸汽温度提高平均吸热温度t1可提高热效率;(2)提高初蒸汽压力提高平均吸热温度t1可提高热效率;(3)降低乏汽压力降低平均放热温度t2可提高热效率;(4)改进循环，如：采用抽汽回热一提高平均吸热温度t1 一可提高热效率；等等;第11章蒸汽动力循环装置1 .基本蒸汽循环一一朗肯循环? t-s 图wt wp qq2电厂蒸汽循环如果采用卡诺循环： c）的限制。热量从炉膛（1500c）传至必氐o能量的实际利用率低，t1受到水蒸气临界温度（374.15 于374.15 c的工质，做功能力损失大；o 湿蒸汽的膨胀于

22、汽轮机不利。船湿蒸汽的压缩不易实现。因此，实际的蒸汽动力循环采用朗肯循环。2 .再热循环?再热循环可提高乏汽的干度，从而可提高汽轮机的相对内效率和运行安全性。只要再热压力选择不太低，就能使再热循环效率比原循环提高！?再热循环的设备图?再热循环的t-s图?再热循环的计算：基于 t-s图，多看多做例题、习题；3 .回热循环?回热循环可提高平均吸热温度 ti ,从而可提高循环热效率。?回热循环的设备图?回热循环的t-s图?回热循环的计算：基于 t-s图，多看多做例题、习题；?如何计算回热+再热循环，多看多做相关例题习题；4 .热电联产? 热电联产的方式：背压式（汽轮机全部排汽不进凝汽器而直接供给热用

23、户） 抽汽调节式（供热由抽汽来实现）热电联产的能量利用率:已被利用的能量工质从热源得到的能量第12章燃气轮机循环i.燃气轮机理想循环：燃气轮机构成：压气机，燃烧室，燃气轮机压气机轮机0h2hicp t2t1绝热压缩过程（压气机）气1)2)定压加热过程（燃烧室）qih3h23)绝热膨胀过程（燃气轮机hahucp t3t44)定压放热过程（环境大气q2h4hicpt4重要特征参数:压比,温比q2t3t1循环热效率；twnet有图，结合过程特性qiqi得状态点得q、得循环性能!压气机绝热效率7 cs：cs等嫡压缩功 实际压缩功%hih2/hi燃气轮机相对内效率ttri实际膨胀作出的功 定嫡膨胀作出的功wh3h4/wrhah41）绝热压缩过程（压气机）wch2blcp t22）定压加热过程（燃烧室）3）绝热膨胀过程（燃气轮机）4）定压放热过程（环境大气）qi包cpt3t2wh3h4cp t3 t4q2h4几cpt41循环热效率；t wnei i q2 qiqi有图，结合过程特性得状态点（结合 cs、 ri）得q、w得循环特性!3 .燃气轮机回热循环:回热度的概念;h7h2h7h2t7t2h5h2h4h2t4t2qih3h7cp t3 t7q2h8hicp t8 ti循环热效率；tneiq2qiqi有图，结合过程特性得状态点（结合 ） 得q、w得循环特性!4