-热力学第一定律

1、JkpUUU2J2fkmcE JpEmgz22fmcEUmgz212feucgzueUE或Q22fmcEUmgz开口系平衡状态的概念图开口系平衡状态的概念图开口系平衡状态的概念图开口系平衡状态的概念图 热力系统（控制体）热力系统（控制体）111111 111 1FLp ALpVm p v1 1p v推动功模拟图（外界推动功模拟图（外界对系统作功）对系统作功）22222F Lp A L22222p Vm p v开口系平衡状态的概念图开口系平衡状态的概念图221 1p vp v totWQ11 11()ep vm2222()ep vmb.b.totW表示与外界交换的总功量。表示与外界交换的总功量。

2、说明：说明：a.a.时间内系统的吸热量、对外做功量为时间内系统的吸热量、对外做功量为totW和和Q开口热力系统能量分析模开口热力系统能量分析模型图型图 dEc,v totWQ11em22em,2211c vtotQdEememdWdEc,v1122,totc vQe memdWdE,2211c vtotQEememW ,2211c vtotQEeme mW ,21, 0, 0c vEUmm totQUW totWQ, cvEUQUW quw totWWWUQQdUWqduwqduwqwqdupdvqupdv 续290du 过 程 热量 Q/ kJ功 W/ kJ热力学能变化量U /kJ12233

3、4412101802102001903002304030410110270例题QUW UQW SW =100kJQout=500kJU1=800kJU2=?图33 例31示意图totQUW totsWW21sUQUW500800100400kJ 500kJsWQ HhupvmHUpV22,222()2fc vcQdEhgzm21111()2fschgzmW22,22222()2fc vcQdEup vgzm2111 111()2fscup vgzmW12mmm 常数, , ssQQWW常量常量,0, c vdEmm常量稳定流动能量方程稳定流动能量方程222121211()()()2ffsQhh

4、ccg zzmW2221221122ffsccQhgzmhgzmW22212121()()2ffsccQHHmzz gmW22212ffsccqhg zw 222121()2fftsccwzz gwtwtqhw 几种功之间的关系几种功之间的关系22212121()2ffsccqhhzz gw quw 2221()()2ffstccwpvg zwpvw 222121()()2ffsccupvzz gw ()twwpv12pv0()twwpv21wpdv1 1p v21twvdp 21 1221pdvp vp v2221 11()pdvp vp v0dp 0dp 0dp pv22p v可逆过程技术

5、功在可逆过程技术功在p-vp-v图图上的表示上的表示21vdp 22212121()()2ffsccQHHmzz gmW家用热水器燃气锅炉 燃油燃气锅炉燃油燃气锅炉内部结构图来自汽轮机的水蒸气来自汽轮机的水蒸气去水泵的凝结水去水泵的凝结水冷却水冷却水冷却水冷却水1状态状态2状态状态冷凝器示意图冷凝器示意图冷流体入口冷流体入口1冷流体出口冷流体出口2热流体入口热流体入口热流体出口热流体出口套管式换热器示意图套管式换热器示意图热流体热流体冷流体入口1冷流体出口冷流体出口1热流体热流体列管式换热器示意图列管式换热器示意图去汽轮机去汽轮机来自水泵来自水泵过热器过热器炉墙炉墙蒸发管蒸发管2状态状态1状态

6、状态锅炉示意图锅炉示意图换热器的能量分析模型Q21kJQHH21kJ/kgqhh换热器的能量分析模型21kJQHH21kJ/kgqhh222121()0;()02ffcczz g0sW 22212121()()()2ffsccQHHmzz gmW电厂汽机车间电厂汽轮机发动机外貌汽轮机安装图汽轮机示意汽轮机示意图图换热器的能量分析模型换热器的能量分析模型12kJsWHH12kJ/kgswhh22212121()()()2ffsccQhh mmzz gmW2221210;()0;02ffcczz gQsE12kJsWHH12kJ/kgswhh压气机图压气机图扩压管进气室进气室进气口进气口叶叶 轮轮

7、蜗壳蜗壳出气口出气口出口扩压器出口扩压器主轴主轴出口扩压器出口扩压器2状态状态1状态状态离心式压气机结构示意图离心式压气机结构示意图水泵图1状态状态2状态状态水泵示意图水泵示意图换热器的能量分析模型21kJsWHH21kJ/kgswhh2221210;()0;02ffcczz gQ22212121()()()2ffsccQHHmzz gmWsE21 kJsWHH21 kJ/kgswhh喷管示意图喷管示意图21()0;0;0szz gQW22212102ffcchh22212121()()()2ffsccQHHmzz gmWEk221Ek11122J/kgkkHEHE221212J/kg22ff

8、cchh21 1 2多股物流进、出系统的稳定流动能量方程2211()()22nmffoutioutiinjinjsijccQmhgzmhgzW三通混合元件示意图三通混合元件示意图流体1+流体2流体11状态状态流体2状态状态2状态状态建立三通混合元件的能建立三通混合元件的能量方程量方程331 1220()m hm hm h123mmm1231 1220()()mm hm hm h2211()()22nmffoutioutiinjinjsijccQmhgzmhgzWH23E123HHH1 12233m hm hm h气罐和管道示气罐和管道示意图意图0, T0, h0热力系统热力系统充气过程示意图示

9、意图充气过程示意图示意图0, T0, h0充气过程示意图示意图充气过程示意图示意图热力系热力系00,c vQhmdU00hmQ,c vc vdEdU,00c vQdUhm, 2, 1021()c vc vQUUh mm021, 2, 10()c vc vumumh mm, 2, 20, 2c vc vc vumh m, 20c vuh2122,0011mc vmQdUhm2211021()Qu mu mh mm20, 0, smW2221,222111()()22ffc vsccQdEhgzmhgzmW,00c vQdEhmQdUhm2220111QdUh dm放气过程示意图放气过程示意图建立

10、微元放气过程的能量方程Q,c vc vh dm,c vc vdEdU,c vc vc vQdUh dm222,111c vc vc vQdUh dm2, 2, 1,1c vc vc vc vQUUh dm2, 2, 2, 11,10c vc vc vcvc vc vumumh dm2, 2, 11c vc vc vc vQmumuh dm2, 2, 11c vc vc vc vQumumhm10, 0, smW2221,222111()()22ffc vsccQdEhgzmhgzmW,c vc vc vc vc vc vQdEhmQdUhm222,111c vc vc vQdUh dm2, 2, 110c vc vc vc vumumhm21QTdS22fcEUmmgz2211xQQmc dT21outWF dL2211WpAdLpdV22ftscwgzw21wvdp 22,2211()()22ffc vnetccQdEhgzmhgzmW22,222100()()22ffc vnetccQEhgzmhgzmW ,21; 0; =0; =c vnetEUmmWW QUW ,21s0; =; =c vnetEmmmWW2222(); () =22fcchgzhgzf常数常数222121212ffsccQhh mmg zzW22,222100()()22ffc vnetccQEh