气体和蒸汽的基本热力过程

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,第四章 气体和蒸汽的基本热力过程,研究热力学过程的目的、对象与方法,目的,:,分析基本热力过程中能量传递、转换关系，揭示过程中工质状态参数的变化规律及能量转化情况,进而找出影响转化的主要因素,采取措施提高转化效率,.,对象：,1),参数,(,p,T,v,u,h,s,),变化规律,2),能量转换关系,q,w,w,t,研究热力学过程的方法,抽象分类,2),可逆过程,(,不可逆再修正,),基本热力过程,研究热力学过程的依据,2),理想气体,3),可逆过程,1),热一律,稳定流动,研究热力学过程的,步骤,1),确定,过程方程,-,该过程中参数变化关系,5),计算,w,w,t,q,4),求,3),用,T,-,s,与,p,-,v,图表示,2),根据已知参数及,过程方程,求,未知,参数,-,水蒸气的热力过程,任务：,确定初终态参数，,计算过程中的功和热,在,p,-,v,、,T,-,s,、,h,-,s,图上表示,掌握利用,h,-,s,图求解；,热力过程：,p,s,T,v,注意理想气体过程的区别,第一定律与第二定律表达式均成立,理想气体特有的性质和表达式不能用,准静态,可逆,水蒸气的定压过程,例：,水从,30,，,4MPa,定压加热到,450,q,=,h,2,-h,1,h,1,= 129.3 kJ/kg,h,2,= 3330.7 kJ/kg,h,s,2,h,2,h,1,1,4,3,=3201.4kJ/kg,q,=,h,w,t,= 0,锅炉、换热器,水蒸气的绝热过程,汽轮机、水泵,q,=,0,h,s,可逆过程：,s,p,1,p,2,2,1,h,1,h,2,水蒸气的绝热过程举例,h,s,p,1,p,2,2,1,h,1,h,2,例：,汽轮机,求：,解：,由,t,1,、,p,1,查表或查图,h,s,p,1,p,2,2,1,h,1,h,2,由,p,2,查表,4-1,理想气体的,可逆多变过程,n,”,实测汽车发动机工作过程气缸压力与容积关系,”,一、过程方程,二、在,p,-,v,图及,T,-,s,图上表示,三、,u,h,和,s,定比热容,四、,w,，,w,t,和,q,q,=,五、比热容,六、多变指数,或由,42,4-4,理想气体的定压、定容和,定温过程,一、过程方程,定容,过程（,v,=,常数）,定压过程（,p,=,常数）,定温过程,二、在,p,v,图及,T,s,图上表示,斜率,定容过程,：,定压过程,：,定温过程,：,斜率,三、,u,、,h,和,s,定容过程,定压过程,定温过程,四、,w,w,t,和,q,定容过程,定压过程,定温过程,4-5,理想气体的,等熵,过程,(2),不仅,s,处处相等,绝热,可逆,s,说明,:,(1),不能说,绝热,过程就是,等熵,过程,必须是,可逆绝热,过程才是,等熵,过程。,三个,条件,:,(1),理想气体,(2),可逆过程,(3),k,为常数,理想气体,s,的,过程方程,当,理想气体,理想气体,s,的,初、终态参数,斜率,=,？,曲线,上凸,？,下凹,？,斜率,斜率,理想气体,s,的,p,-,v,图和,T,-,s,图,内能变化,焓,变化,熵变化,理想气体,s,u,h,s,的计算,状态参数的变化与过程无关,膨胀功,w,理想气体,s,w,w,t,q,的,计算,技术功,w,t,热量,q,若已知,p,1,T,1,T,2,求,p,2,理想气体变比热,s,过程,自学,理想气体变比热,s,过程,已知,p,1,T,1,T,2,求,p,2,自学,理想气体变比热,s,过程,定义,相对压力,已知,p,1,T,1,T,2,查,表，,得,p,r,(,T,1,),和,p,r,(,T,2,),，,求,p,2,自学,4-6,理想气体热力过程的综合分析,理想气体的,多变,过程,(Polytropic process),过程方程,n,是常量，,每一过程有一,n,值,初终态关系,n,理想气体,n,u,h,s,的计算,内能变化,焓,变化,熵变化,状态参数的变化与过程无关,理想气体,n,w,w,t,q,的,计算,多变过程比热容,(1),当,n,= 0,(2),当,n,= 1,多变过程与基本过程的关系,(3),当,n,=,k,(4),当,n,=,基本过程,是,多变过程,的,特例,p,T,s,v,n,p,T,s,v,初终态关系,过程方程,理想气体的基本过程,p,T,s,v,p,T,s,v,理想气体基本过程,的,u,h,s,内能变化,焓,变化,熵变化,状态参数的变化与过程无关,p,T,s,v,理想气体基本过程的,w,p,T,s,v,理想气体基本过程的,w,t,p,T,s,v,理想气体基本过程的,q,p,T,s,v,基本过程的计算是我们的基础，要非常清楚，非常熟悉。,基本要求：,拿来就会算,参见书上,表,4,1,公式汇总,理想气体基本过程的计算,斜率,理想气体基本过程的,p,-,v,T,-,s,图,上凸,?,下凹？,s,T,v,p,p,p,p,斜率,理想气体基本过程的,p,-,v,T,-,s,图,上凸,?,下凹？,s,T,v,p,p,p,v,v,v,斜率,理想气体基本过程的,p,-,v,T,-,s,图,上凸,?,下凹？,s,T,v,p,p,p,T,v,v,T,T,理想气体基本过程的,p,-,v,T,-,s,图,s,T,v,p,p,p,s,v,v,T,T,s,s,理想气体基本过程的,p,-,v,T,-,s,图,s,T,v,p,p,p,v,v,T,T,s,s,u,在,p,-,v,T,-,s,图上,的,变化趋势,s,T,v,p,u,T,=,u,0,u,0,h,在,p,-,v,T,-,s,图上,的,变化趋势,s,T,v,p,h,T,=,u,0,u,0,h,0,h,0,w,在,p,-,v,T,-,s,图上,的,变化趋势,s,T,v,p,u,0,u,0,h,0,h,0,w,0,w,0,w,t,在,p,-,v,T,-,s,图上,的,变化趋势,s,T,v,p,u,0,u,0,h,0,h,0,w,0,w,0,w,t,0,w,t,0,q,在,p,-,v,T,-,s,图上,的,变化趋势,s,T,v,p,u,0,u,0,h,0,h,0,w,0,w,0,w,t,0,w,t,0,q,0,T,q,0,u,h,w,w,t,q,在,p,-,v,T,-,s,图上,的,变化趋势,s,T,v,p,u,0,u,0,h,0,h,0,w,0,w,0,w,t,0,w,t,0,q,0,u,h,(,T,),w,(,v,),w,t,(,p,),q,(,s,),q,0,p,-,v,T,-,s,图,练习（,1,）,s,T,v,p,压缩、升温、放热的过程，终态在哪个区域？,p,-,v,T,-,s,图,练习（,2,）,s,T,v,p,膨胀、降温、放热的过程，终态在哪个区域？,p,-,v,T,-,s,图,练习（,3,）,s,T,v,p,膨胀、升温、吸热的过程，终态在哪个区域？,讨论题,1,、,任何定温过程,都有,u,=0,h,=0,?,温度一定变,?,2,、,绝热过程,，,温,度都不变,?,3,、,从同一初态,，,分别经,过程，到达同一终态是否可能,?,T,s,n=1.2,n,s,T,理气,?,作业：,4,1,，,4,6,，,4,10,，,4-11,，,4-21,。,第四章 完,