工程热力学-2.ppt

1、注册公共设备工程师试验专业基础课指导、工程科学热力学引导者北京牌建筑施工学院邱林、第六部分分水蒸汽和湿气，一、水蒸气的基本概念水蒸气不是合理的瓦斯气体，是接近液相的实际瓦斯气体。 1 )凝结、气化、蒸发和沸腾气化液相变为气相的过程，反过程叫凝结。 气化蒸发和沸腾蒸发液体表面的气化过程可以在任何温度下发生液体内部的气化过程，在达到沸点温度时发生，二)饱和状态，饱和状态：气化和凝结的动态平衡，Ts=100，青藏ps=0.6bar，Ts=85.95，高压锅ps=1.6bar，ts 水的气化过程饱和水(ts )干饱和水蒸气(ts )水蒸气的过热过程饱和水蒸气(ts )过热水蒸气(t )。 1kg的汽化

2、潜热-饱和水汽化干饱和水蒸气所需的热量。 压力越高，汽化潜热越小。 在临界压力下，汽化潜热为零。 水蒸气定压产生过程只有在(1)、(2)熵加热时永远增加，(3)实际瓦斯气体、实际瓦斯气体气化时TTs不变，但h增加、汽化潜热，(4)未饱和水、过冷度水蒸气的过渡相模式是一点(限制点)、二线(上界限线、下界限线)三个区(液状区、湿蒸气区、气的5种状态(未饱和水状态、饱和水状态、湿饱和蒸汽状态、干饱和蒸汽状态、过热蒸气状态)的独立残奥仪表p或t，3，确定湿饱和蒸汽，除p或t以外，其他的残奥仪表与二相比例x有关，二相比例由干度x确定，定义为干饱和蒸汽、饱和水、干度x 在过冷水和过热蒸气领域，x没有意义，

3、三、水蒸气热特性表和图，水蒸气的状态残奥表可以从水蒸气表和图中调查。 基准点-水的三个相点是基准p0.611 2 kPa、v0.001 m3/kg、T273.16K、u=0、s=0、限制点-液相和气相的平衡共存这一点。 水的临界残奥计数值为，tc=374.15，pc=22.129 MPa。 临界温度和压力是液相和气相能够很好地平衡共存时的最高值。 *温度超过一定值tc时，液相不存在，只能成为气相。 思考题，有500C的水吗？ 水蒸气的hs图hs图的构造： c限制点，6种等值线克拉克星空卫视：定焓线，定熵线，定压线，定温线定容线，定干度线。 四、水蒸气的基本热过程-四个过程可以利用的公式：热力学

4、第一定律可逆过程的公式，不能利用的公式：理想气体的公式，二、饱和湿空气未饱和湿空气过热水蒸气干燥空气，如点a。 饱和湿空气饱和水蒸气干燥空气，如点b。 与露点温度(露点) pv对应的饱和温度。 湿空气，一，湿空气的一般概念*湿空气：由干空气和水蒸气组成的混合瓦斯气体-混合理想瓦斯气体。 湿空气的总压力p=pa pv *暖气和空调等工程中的湿空气为环境大气，B=pa pv。 2相对大气湿度-湿空气中水蒸气的分压力pv与同温度下饱和湿空气中的水蒸气分压力ps之比：*的测定：干湿球温度修正，*说明了吸收水蒸气的能力。 值越大，湿空气越湿，吸收水蒸气的能力越弱，湿空气干燥，吸收水蒸气的能力*为0时，干

5、空气为100%，即饱和湿空气01之间的湿空气为未饱和湿空气。三、绝对大气湿度、相对大气湿度、含湿量和焓、每一绝对大气湿度立方分米的湿空气中含有的水蒸气的质量即水蒸气密度。 含有3湿量d单位质量的干燥空气的湿空气中含有的水蒸气的质量。4湿空气焓- 1kg干空气焓和d g水蒸气焓之和，5干球温度和湿球温度、湿球温度的形成过程被近似视为定焓过程。干球温度、湿球温度和露点的关系：未饱和湿空气：干球温度湿球温度露点温度饱和湿空气：干球温度=湿球温度=露点温度，焓-湿图上规定了下述格拉夫的含湿量线定焓线。 恒温线。 定相对大气湿度线。 水蒸气分压线。 四、焓湿图(h-d图)、干加热(或蒸发制冷)过程含湿量

6、一定过程中的吸放热量： q=H2-h1，5，湿空气的基本热过程、绝热加湿过程、蒸发制冷除湿过程、第七部分瓦斯气体和蒸汽的流动能量转化、状态残奥表的变化、规律、影响气体在管内的流动管截面积的变化、绝热流动的基本方程、稳定流(稳定流动)、状态不随时间变化的一定的产水量、一些基本方程、连续性方程式，即dcf0。 扩散器管利用的是瓦斯气体流速逐渐降低、提高气体压强力的设备。 即dcf0。 另外，喷嘴内的瓦斯气体定状态的变化是dcf0 dh0、dp0、dv0。 另外，扩散管中的瓦斯气体状态的变化是dp0 dcf0、dv0。2管内定熵流动的基本特性、管截面变化和气流速度变化的关系：喷嘴： Ma1的情况下，

7、采用锥形喷嘴的Ma1的情况下，采用渐增喷嘴的Ma1 Ma 1在使用了定标型喷嘴(拉瓦尔喷管)的定标型喷嘴的最小截面上被称为喉口，Ma=1 临界断面。 扩散器：采用Mal、锥形扩散器。 Ma 1 Ma 1，采用锥形散流器管。 马赫数：瓦斯气体流速与当地音速之比。 Ma=cf/a Mal即cfa、超声速Ma=l即cf=a、音速、三种气体的流速以及临界流速、绝热流动的能量关系式通常采用cf00，出口流速为：临界流速-气流处于临界状态时，气流速度等于音速。 临界压力比对应临界流速的压力(喉管压力)和入口压力之比(pc/p0 )。 在理想瓦斯气体：单原子瓦斯气体： 1.67、多原子瓦斯气体： 1.30、

8、二原子瓦斯气体： 1.30、4喷嘴产水量的修订版稳定流程中，瓦斯气体的任何截面的质量流率都是一样的。 总是取最小截面进行修正。 最大产水量-出口断面压力比等于临界压力比时有极大值。 喷嘴的修正计算、*喷嘴的设定修正计算选择，已知采用1 )锥形喷嘴。 2 )采用缩小喷嘴的情况。 出口压力等于环境压力，*锥形喷嘴的校正和校正-确实，1 )即，2 )喷嘴的最大产水量，kg/s，5 .绝热节流，定义：瓦斯气体在管路急剧缩小的截面中流动2 )不可逆性，绝热节流前后的残奥仪表变化，对于(1)理想瓦斯气体，(2) 节流前后的焓不变，温度不变，绝热节流温度效应、温度效应仅涉及瓦斯气体的性质，与该状态无关，水蒸

9、气动力循环系统的简化*热设备：、锅炉、蒸汽轮机、供水泵、冷凝器、1、2、3、4、*热滞后：0-1定压吸热履历二、朗肯循环热效率分析，工质吸热q1h1h0工质散热蒸汽轮机进行的轴功(ws，T)1-2h1h2水泵消耗功可忽略循环网功，*朗肯循环热效率，*热补正，朗肯循环热效率提高路径1，蒸汽初温提高三、再热循环和回热循环、再热循环、再热循环的热效率比朗肯循环高，蒸汽不足的干燥度显着提高。 回热循环、抽气回热循环的热效率比朗肯循环的热效率高。 四、热电循环、发电和供热双方的动力循环称为热电循环热电联产。热能利用率k :可利用能源与热源提供的总能量之比。 动力循环分类：复水式动力循环排气压力低于大气压

10、强力的动力循环。 背压式动力循环-排气压力比大气压强力高的动力循环.排气式动力循环-调节冷凝式和背压式组合而成的动力循环.热电联产的热效率比朗肯循环低，热能利用率最高k=1，1 )汽油引擎的理论循环定容加热循环(奥托循环)， 五、内燃机循环、二)狄塞尔发动机的理论循环、定压加热循环(狄塞尔循环)、定压加热循环的修正计算、三、t、-定压预备膨胀比表示定压加热时的工程科学体积膨胀的程度。 第9部分制冷循环、制冷循环：向高温物体(环境介质)转移热量的逆循环。 热量从低温传递到高温，以消耗机械能和热能为代价。 制冷系数、12是压缩机内的空气的定熵压缩过程、23是冷却器中的空气的定压散热过程、3-4是膨

11、胀机中的空气的定熵膨胀过程、4-1是冷室热交换设备中的空气的定压吸热过程。 冷冻系数小于逆卡诺循环。 制冷系数：空气压缩制冷循环、布雷顿制冷循环、压缩蒸汽制冷装置主要由压缩机、冷凝机、节流阀和蒸发器组成。 二、蒸气压缩制冷循环、蒸气压缩制冷装置的理想循环是将定熵压缩过程压缩机定压散热过程冷凝机绝热膨胀过程节流阀定压吸热过程蒸发器、实用的蒸气压缩制冷循环、制冷工程科学的循环过程，4湿、1蒸发器出来的低温低压的干饱和蒸汽吸入压缩机， 定熵压缩成为高温高压的过热蒸气，3饱和液体通过节流阀的绝热节流成为低温低压的湿蒸汽，绝热节流前后的焓不变化，输送2冷凝机，在定压下向高温物体(气氛介质)放出热，蒸发制

12、冷凝结成饱和液体，三、载冷剂的压焓图(1gp-h 3个区域即下界限线(x=0)的左侧是未饱和液体区域(或过冷液体)的下界限线与上界限线(x=1)之间是湿蒸汽区，上界限线的右侧是过热蒸气区。 图中描绘了(1)恒压线(2)恒焓线(3)恒温线(4)恒比体积线(5)恒熵线(6)恒干度线、状态点：l-压缩机的吸引这6组等状态残奥仪表线簇的2-3-4载冷剂用冷凝机恒压蒸发制冷，4-5载冷剂用光圈如压缩蒸汽制冷理论循环的1gp-h图所示，四、压缩蒸汽制冷理论循环性能分析、一、降低载冷剂的冷凝温度(热源温度) 2，提高载冷剂的蒸发温度(冷源温度) 3，采取适当的过冷，(一)冷热量： q0 0C以下凝固不流动。

13、 在氟里昂、阿摩尼亚、沸点：水、100C、R22、- 40.8C、R134a、THR01的亚共沸混合载冷剂、- 26.1C、- 30.18C、制冷量和商业的中用冷吨表示。 1冷吨： 1吨0C饱和水在24小时内冷冻成0C冰所需的冷热量。水的凝结(融化)热r=334 kJ/kg、1冷吨=3.86 kJ/s、1美国冷吨=3.517 kJ/s、5、吸收式制冷循环、吸收式制冷直接利用利用载冷剂液体的气化吸热实现冷冻的热能进行驱动，补偿消耗热能例如，使用阿摩尼亚作为载冷剂，使用水作为吸收剂的阿摩尼亚吸收式制冷循环。 吸收式制冷的冷凝机、膨胀阀和蒸发器与蒸气压缩制冷完全相同，区别在于用吸收器、发生器、溶液泵

14、和减压阀代替压缩机。 六、热泵、热泵：从低温物体中吸引高温物体使其倒下。 热泵和冷冻是同一装置的热泵也是反循环。 热泵和冷冻的不同点：工作温度范围不同，所要求的效果不同。 热泵系数：最大热泵系数：理想热泵功率：练习题： 0，温度100热源，很慢地在平衡态中，问一下： 1，冰水混合物有没有经历过准静态过程？ 2 .加热过程可逆吗？ a，b，不，d，不，b解：1.这个热过程可以近似于准静态过程。 因为这个过程的松弛时间短，重新建构冰水混合物的热平衡的时间远小于传热过程对冰水混合物平衡态的破坏2 .这个过程中冰水混合物和外部热源之间存在温差，100的高质量能量通过传热过程转换成0的低质量能量，有能量耗散，是不可逆过程。 练习题：一个封闭的刚性容器里有一定量的空气。 初始状态的热力学能量为800kJ，容器装有搅拌器，通过搅拌器轴的旋转输入能量100kJ的同时，从容器壁向外散热500