化工热力学第五章3

,化工热力学,第五章 热力学第二定律及其应用,第三节,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化工热力学,第五章 热力学第二定律及其应用,第三节,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化工热力学,第五章 热力学第二定律及其应用,第三节,热力学性质图：,T-S,图、,h-s,图、,p-h,图（根据实验测得的,PVT,数据或状态方程的计算、气化潜热、热容等数据绘制的）,热力学性质表：水蒸汽热力学性质（附表,3,）,53,热力学图表及其应用,一、,TS,图,1,、,构成：,T,S,C,临界点,图,57,TS,示意图（,1,）,饱和蒸汽曲线,汽液共存区,A,饱和液体曲线,B,液相区,蒸汽区,气相区,等焓线,T,S,C,B,A,图,57,TS,示意图（,2,）,等压线,x,干度线,m,湿蒸汽中所含饱和蒸汽的质量百分数称为干度,x,2,、,图的使用：,单相区：,f=2,两相区：,f=1,用相律分析：,已知某物系在两相区的位置可由,TS,图求出汽液相对量，,汽液混合物系的热力学性质可通过汽液性质及干度求出。,如：,a,、,等压过程：,单相态：,T,S,C,B,A,外界所交换的热：,加热,有相变：,T,S,C,B,A,或计算面积,外界所交换的热：,P,1,b,、,等焓过程,节流膨胀过程：,节流膨胀为等焓过程，由第一定律：,过程与外界无压差和功交换,、,节流过程可在等焓线上表示出来：见下页,T,S,无相变：,节流过程,:,可由图中读出,节流过程是不可逆过程。,T,S,有相变：,气体的液化率,:,液体的汽化率,:,利用节流过程可制冷。,c,、,等熵过程：,T,S,等,熵,过,程,等熵过程的焓变：,等熵膨胀过程对外作出的可逆轴功：,可逆绝热膨胀过程：,2,1,绝热不可逆膨胀过程：,对外实际做的轴功：,或,如已知等熵膨胀的效率,，也可求出实际轴功：,T,S,实际过程,或,值可由实验测定，其值通常为：,可由图查出，则：,或,由,上图,看出不可逆绝热膨胀后 。,此外，,说明不可逆绝热过程有熵产生。,P,1,P,2,1,2,2,/,T,S,压缩过程,例,44,氨气体压缩机入口温度为,-8,，压力为,0.30399MPa,（,3atm,）,绝热压缩后终压为,1.4186MPa,（,14atm,）。,已知压缩,机的等熵效率为,0.80,，试求,：（,a,）每,kg,氨气的可逆绝热压,缩功；（,b,）每,kg,氨气的不可逆绝热压缩功；（,c,）每,kg,氨气,经不可逆绝热压缩产生的熵。,查图,56,，得,（,a,）,根据热力学第一定律，可逆、绝热压缩功耗为,解,（,b,）,根据压缩过程,的,定义式（,520,），得,（,c,）,求熵产生量。,，,由,式（,520,）,以及已知的,值，立即求得,先要求出不可逆压缩至终态时的熵,根据 和 从图,56(b,),可查得,由计算结果可见，不可逆绝热压缩功耗比可逆绝热压缩功,耗大。另外从图,56,（,b,）,查到，可逆绝热压缩至终压时,T,2,为,109,，而不可逆绝热压缩到终压时,为,128,，,。,这是由于不可逆过程有一部分机械功耗散为热，此热量被氨,气本身吸收，导致氨气温度上升，熵值增大。,S,2/,=5.6484kJ,kg,K,-1,二、焓熵图,（,hs,图,）,焓熵图又称为莫理耳图（,Mollier,图）,图,512,（,a,）,hs,示意图,临界点,等压线,等温线,饱和液体,汽,液共存区,饱和蒸汽,h,s,书上列出了 图,5-12,（,b),水蒸气,h-s,图,三、压焓图（,ph,图）,p,h,液相,等温线,临界点,等熵线,蒸汽,等温线,液,汽两相区,