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文檔簡(jiǎn)介
1、工程熱力學(xué)知識(shí)總結(jié)第一章 基 本 概 念1.基本概念熱力系統(tǒng):這種被人為分割出來(lái)作為熱力學(xué)分析對(duì)象的有 限物質(zhì)系統(tǒng)叫做熱力系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱系統(tǒng),體系)。邊界:系統(tǒng)與外界之間的分界面,稱為邊界。外界:與系統(tǒng)發(fā)生質(zhì)能交換的物體稱為外界。閉口系統(tǒng):一個(gè)熱力系統(tǒng)如果和外界只有能量交換而無(wú)物質(zhì)交換的系統(tǒng)稱為閉口系統(tǒng),因閉口系統(tǒng)內(nèi)的質(zhì)量保持恒定不變,所以閉口系統(tǒng)也稱控制質(zhì)量。開(kāi)口系統(tǒng):有物質(zhì)流穿過(guò)邊界的系統(tǒng)稱為開(kāi)口系統(tǒng),又稱控制體積,簡(jiǎn)稱控制體,其界面稱為控制界面。絕熱系統(tǒng):系統(tǒng)與外界之間沒(méi)有熱量傳遞,稱為絕熱系統(tǒng)。孤立系統(tǒng):系統(tǒng)與外界之間不發(fā)生任何能量傳遞和物質(zhì)交換,稱為孤立系統(tǒng)。單相系:系統(tǒng)中工質(zhì)的物理、化
2、學(xué)性質(zhì)都均勻一致的系統(tǒng)稱為單相系。復(fù)相系:由兩個(gè)相以上組成的系統(tǒng)稱為復(fù)相系,如固、液、氣組成的三相系統(tǒng)。單元系:由一種化學(xué)成分組成的系統(tǒng)稱為單元系。多元系:由兩種以上不同化學(xué)成分組成的系統(tǒng)稱為多元系。均勻系:成分和相在整個(gè)系統(tǒng)空間呈均勻分布的為均勻系。非均勻系:成分和相在整個(gè)系統(tǒng)空間呈非均勻分布,稱非均勻系。熱力狀態(tài):系統(tǒng)中某瞬間表現(xiàn)的工質(zhì)熱力性質(zhì)的總狀況,稱為工質(zhì)的熱力狀態(tài),簡(jiǎn)稱為狀態(tài)。平衡狀態(tài):系統(tǒng)在不受外界影響的條件下,如果宏觀熱力性質(zhì)不隨時(shí)間而變化,系統(tǒng)內(nèi)外同時(shí)建立了熱的和力的平衡,這時(shí)系統(tǒng)的狀態(tài)稱為熱力平衡狀態(tài),簡(jiǎn)稱為平衡狀態(tài)。狀態(tài)參數(shù):描述工質(zhì)狀態(tài)特性的各種物理量稱為工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)
3、。如溫度(T)、壓力(P)、比容()或密度()、內(nèi)能(u)、焓(h)、熵(s)、自由能(f)、自由焓(g)等?;緺顟B(tài)參數(shù):在工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)中,其中溫度、壓力、比容或密度可以直接或間接地用儀表測(cè)量出來(lái),稱為基本狀態(tài)參數(shù)。溫度:是描述系統(tǒng)熱力平衡狀況時(shí)冷熱程度的物理量,其物理實(shí)質(zhì)是物質(zhì)內(nèi)部大量微觀分子熱運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱程度的宏觀反映。熱力學(xué)第零定律:如兩個(gè)物體分別和第三個(gè)物體處于熱平衡,則它們彼此之間也必然處于熱平衡。壓力:垂直作用于器壁單位面積上的力,稱為壓力,也稱壓強(qiáng)。相對(duì)壓力:相對(duì)于大氣環(huán)境所測(cè)得的壓力。如工程上常用測(cè)壓儀表測(cè)定系統(tǒng)中工質(zhì)的壓力即為相對(duì)壓力。比容:?jiǎn)挝毁|(zhì)量工質(zhì)所具有的容積,稱為工
4、質(zhì)的比容。密度:?jiǎn)挝蝗莘e的工質(zhì)所具有的質(zhì)量,稱為工質(zhì)的密度。強(qiáng)度性參數(shù):系統(tǒng)中單元體的參數(shù)值與整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)值相同,與質(zhì)量多少無(wú)關(guān),沒(méi)有可加性,如溫度、壓力等。在熱力過(guò)程中,強(qiáng)度性參數(shù)起著推動(dòng)力作用,稱為廣義力或勢(shì)。廣延性參數(shù):整個(gè)系統(tǒng)的某廣延性參數(shù)值等于系統(tǒng)中各單元體該廣延性參數(shù)值之和,如系統(tǒng)的容積、內(nèi)能、焓、熵等。在熱力過(guò)程中,廣延性參數(shù)的變化起著類似力學(xué)中位移的作用,稱為廣義位移。準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程:過(guò)程進(jìn)行得非常緩慢,使過(guò)程中系統(tǒng)內(nèi)部被破壞了的平衡有足夠的時(shí)間恢復(fù)到新的平衡態(tài),從而使過(guò)程的每一瞬間系統(tǒng)內(nèi)部的狀態(tài)都非常接近平衡狀態(tài),整個(gè)過(guò)程可看作是由一系列非常接近平衡態(tài)的狀態(tài)所組成,并稱之為準(zhǔn)靜
5、態(tài)過(guò)程??赡孢^(guò)程:當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行正、反兩個(gè)過(guò)程后,系統(tǒng)與外界均能完全回復(fù)到初始狀態(tài),這樣的過(guò)程稱為可逆過(guò)程。膨脹功:由于系統(tǒng)容積發(fā)生變化(增大或縮小)而通過(guò)界面向外界傳遞的機(jī)械功稱為膨脹功,也稱容積功。熱量:通過(guò)熱力系邊界所傳遞的除功之外的能量。熱力循環(huán):工質(zhì)從某一初態(tài)開(kāi)始,經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化,最后又回復(fù)到初始狀態(tài)的全部過(guò)程稱為熱力循環(huán),簡(jiǎn)稱循環(huán)。第二章 氣體的熱力性質(zhì) 1.基本概念理想氣體:氣體分子是由一些彈性的、忽略分子之間相互作用力(引力和斥力)、不占有體積的質(zhì)點(diǎn)所構(gòu)成。比熱:?jiǎn)挝晃锪康奈矬w,溫度升高或降低1K(1)所吸收或放出的熱量,稱為該物體的比熱。定容比熱:在定容情況下,單位物量的物體
6、,溫度變化1K(1)所吸收或放出的熱量,稱為該物體的定容比熱。定壓比熱:在定壓情況下,單位物量的物體,溫度變化1K(1)所吸收或放出的熱量,稱為該物體的定壓比熱。定壓質(zhì)量比熱:在定壓過(guò)程中,單位質(zhì)量的物體,當(dāng)其溫度變化1K(1)時(shí),物體和外界交換的熱量,稱為該物體的定壓質(zhì)量比熱。定壓容積比熱:在定壓過(guò)程中,單位容積的物體,當(dāng)其溫度變化1K(1)時(shí),物體和外界交換的熱量,稱為該物體的定壓容積比熱。定壓摩爾比熱:在定壓過(guò)程中,單位摩爾的物體,當(dāng)其溫度變化1K(1)時(shí),物體和外界交換的熱量,稱為該物體的定壓摩爾比熱。定容質(zhì)量比熱:在定容過(guò)程中,單位質(zhì)量的物體,當(dāng)其溫度變化1K(1)時(shí),物體和外界交換
7、的熱量,稱為該物體的定容質(zhì)量比熱。定容容積比熱:在定容過(guò)程中,單位容積的物體,當(dāng)其溫度變化1K(1)時(shí),物體和外界交換的熱量,稱為該物體的定容容積比熱。定容摩爾比熱:在定容過(guò)程中,單位摩爾的物體,當(dāng)其溫度變化1K(1)時(shí),物體和外界交換的熱量,稱為該物體的定容摩爾比熱?;旌蠚怏w的分壓力:維持混合氣體的溫度和容積不變時(shí),各組成氣體所具有的壓力。道爾頓分壓定律:混合氣體的總壓力P等于各組成氣體分壓力Pi之和?;旌蠚怏w的分容積:維持混合氣體的溫度和壓力不變時(shí),各組成氣體所具有的容積。阿密蓋特分容積定律:混合氣體的總?cè)莘eV等于各組成氣體分容積Vi之和?;旌蠚怏w的質(zhì)量成分:混合氣體中某組元?dú)怏w的質(zhì)量與混
8、合氣體總質(zhì)量的比值稱為混合氣體的質(zhì)量成分。混合氣體的容積成分:混合氣體中某組元?dú)怏w的容積與混合氣體總?cè)莘e的比值稱為混合氣體的容積成分。混合氣體的摩爾成分:混合氣體中某組元?dú)怏w的摩爾數(shù)與混合氣體總摩爾數(shù)的比值稱為混合氣體的摩爾成分。對(duì)比參數(shù):各狀態(tài)參數(shù)與臨界狀態(tài)的同名參數(shù)的比值。對(duì)比態(tài)定律:對(duì)于滿足同一對(duì)比態(tài)方程式的各種氣體,對(duì)比參數(shù)、和中若有兩個(gè)相等,則第三個(gè)對(duì)比參數(shù)就一定相等,物質(zhì)也就處于對(duì)應(yīng)狀態(tài)中。比熱:1比熱定義式:表明單位物量的物體升高或降低1K所吸收或放出的熱量。其值不僅取決于物質(zhì)性質(zhì),還與氣體熱力的過(guò)程和所處狀態(tài)有關(guān)。, 第三章 熱力學(xué)第一定律1.基本概念熱力學(xué)第一定律:能量既不能
9、被創(chuàng)造,也不能被消滅,它只能從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式,或從一個(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)系統(tǒng),而其總量保持恒定,這一自然界普遍規(guī)律稱為能量守恒與轉(zhuǎn)換定律。把這一定律應(yīng)用于伴有熱現(xiàn)象的能量和轉(zhuǎn)移過(guò)程,即為熱力學(xué)第一定律。第一類永動(dòng)機(jī):不消耗任何能量而能連續(xù)不斷作功的循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī),稱為第一類永動(dòng)機(jī)。熱力學(xué)能:熱力系處于宏觀靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)系統(tǒng)內(nèi)所有微觀粒子所具有的能量之和。外儲(chǔ)存能:也是系統(tǒng)儲(chǔ)存能的一部分,取決于系統(tǒng)工質(zhì)與外力場(chǎng)的相互作用(如重力位能)及以外界為參考坐標(biāo)的系統(tǒng)宏觀運(yùn)動(dòng)所具有的能量(宏觀動(dòng)能)。這兩種能量統(tǒng)稱為外儲(chǔ)存能。軸功:系統(tǒng)通過(guò)機(jī)械軸與外界傳遞的機(jī)械功稱為軸功。流動(dòng)功(或推動(dòng)功):當(dāng)工質(zhì)在流進(jìn)
10、和流出控制體界面時(shí),后面的流體推開(kāi)前面的流體而前進(jìn),這樣后面的流體對(duì)前面的流體必須作推動(dòng)功。因此,流動(dòng)功是為維持流體通過(guò)控制體界面而傳遞的機(jī)械功,它是維持流體正常流動(dòng)所必須傳遞的能量。焓:流動(dòng)工質(zhì)向流動(dòng)前方傳遞的總能量中取決于熱力狀態(tài)的那部分能量。對(duì)于流動(dòng)工質(zhì),焓=內(nèi)能+流動(dòng)功,即焓具有能量意義;對(duì)于不流動(dòng)工質(zhì),焓只是一個(gè)復(fù)合狀態(tài)參數(shù)。穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流工況:工質(zhì)以恒定的流量連續(xù)不斷地進(jìn)出系統(tǒng),系統(tǒng)內(nèi)部及界面上各點(diǎn)工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)和宏觀運(yùn)動(dòng)參數(shù)都保持一定,不隨時(shí)間變化,稱穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流工況。技術(shù)功:在熱力過(guò)程中可被直接利用來(lái)作功的能量,稱為技術(shù)功。動(dòng)力機(jī):動(dòng)力機(jī)是利用工質(zhì)在機(jī)器中膨脹獲得機(jī)械功的設(shè)備。壓氣機(jī):消
11、耗軸功使氣體壓縮以升高其壓力的設(shè)備稱為壓氣機(jī)。節(jié)流:流體在管道內(nèi)流動(dòng),遇到突然變窄的斷面,由于存在阻力使流體壓力降低的現(xiàn)象。第四章 理想氣體的熱力過(guò)程及氣體壓縮1.基本概念分析熱力過(guò)程的一般步驟:1.依據(jù)熱力過(guò)程特性建立過(guò)程方程式,p=f(v);2.確定初、終狀態(tài)的基本狀態(tài)參數(shù);3.將過(guò)程線表示在p-v圖及Ts圖上,使過(guò)程直觀,便于分析討論。4.計(jì)算過(guò)程中傳遞的熱量和功量。絕熱過(guò)程:系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱量交換情況下所進(jìn)行的狀態(tài)變化過(guò)程,即或稱為絕熱過(guò)程。定熵過(guò)程:系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱量交換情況下所進(jìn)行的可逆熱力過(guò)程,稱為定熵過(guò)程。多變過(guò)程:凡過(guò)程方程為常數(shù)的過(guò)程,稱為多變過(guò)程。定容過(guò)程:定量工質(zhì)容積保
12、持不變時(shí)的熱力過(guò)程稱為定容過(guò)程。定壓過(guò)程:定量工質(zhì)壓力保持不變時(shí)的熱力過(guò)程稱為定壓過(guò)程。定溫過(guò)程:定量工質(zhì)溫度保持不變時(shí)的熱力過(guò)程稱為定溫過(guò)程。單級(jí)活塞式壓氣機(jī)工作原理:吸氣過(guò)程、壓縮過(guò)程、排氣過(guò)程,活塞每往返一次,完成以上三個(gè)過(guò)程?;钊綁簹鈾C(jī)的容積效率:活塞式壓氣機(jī)的有效容積和活塞排量之比,稱為容積效率?;钊綁簹鈾C(jī)的余隙:為了安置進(jìn)、排氣閥以及避免活塞與汽缸端蓋間的碰撞,在汽缸端蓋與活塞行程終點(diǎn)間留有一定的余隙,稱為余隙容積,簡(jiǎn)稱余隙。最佳增壓比:使多級(jí)壓縮中間冷卻壓氣機(jī)耗功最小時(shí),各級(jí)的增壓比稱為最佳增壓比。壓氣機(jī)的效率:在相同的初態(tài)及增壓比條件下,可逆壓縮過(guò)程中壓氣機(jī)所消耗的功與實(shí)際
13、不可逆壓縮過(guò)程中壓氣機(jī)所消耗的功之比,稱為壓氣機(jī)的效率。熱機(jī)循環(huán):若循環(huán)的結(jié)果是工質(zhì)將外界的熱能在一定條件下連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,則此循環(huán)稱為熱機(jī)循環(huán)。多變指數(shù)n: z級(jí)壓氣機(jī),最佳級(jí)間升壓比: 第五章 熱力學(xué)第二定律1.基本概念熱力學(xué)第二定律:開(kāi)爾文說(shuō)法:只冷卻一個(gè)熱源而連續(xù)不斷作功的循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)是造不成功的。克勞修斯說(shuō)法:熱不可能自發(fā)地、不付代價(jià)地從低溫物體傳到高溫物體。第二類永動(dòng)機(jī):從單一熱源取得熱量,并使之完全轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能而不引起其他變化的循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī),稱為第二類永動(dòng)機(jī)。孤立系統(tǒng):系統(tǒng)與外界之間不發(fā)生任何能量傳遞和物質(zhì)交換,稱為孤立系統(tǒng)。孤立系統(tǒng)熵增原理:任何實(shí)際過(guò)程都是不可逆過(guò)程,只能
14、沿著使孤立系統(tǒng)熵增加的方向進(jìn)行。定熵過(guò)程:系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱量交換情況下所進(jìn)行的可逆熱力過(guò)程,稱為定熵過(guò)程。熱機(jī)循環(huán):若循環(huán)的結(jié)果是工質(zhì)將外界的熱能在一定條件下連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,則此循環(huán)稱為熱機(jī)循環(huán)。制冷:對(duì)物體進(jìn)行冷卻,使其溫度低于周圍環(huán)境溫度,并維持這個(gè)低溫稱為制冷。制冷機(jī):從低溫冷藏室吸取熱量排向大氣所用的機(jī)械稱為制冷機(jī)。熱泵:將從低溫?zé)嵩次〉臒崃總魉椭粮邷嘏宜玫臋C(jī)械裝置稱為熱泵。理想熱機(jī):熱機(jī)內(nèi)發(fā)生的一切熱力過(guò)程都是可逆過(guò)程,則該熱機(jī)稱為理想熱機(jī)。卡諾循環(huán):在兩個(gè)恒溫?zé)嵩撮g,由兩個(gè)可逆定溫過(guò)程和兩個(gè)可逆絕熱過(guò)程組成的循環(huán),稱為卡諾循環(huán)。卡諾定理:1所有工作于同溫?zé)嵩磁c同溫冷源
15、之間的一切可逆循環(huán),其熱效率都相等,與采用哪種工質(zhì)無(wú)關(guān)。 2在同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間的一切不可逆循環(huán),其熱效率必小于可逆循環(huán)。自由膨脹:氣體向沒(méi)有阻力空間的膨脹過(guò)程,稱為自由膨脹過(guò)程。第七章 水蒸氣1基本概念未飽和水: 水溫低于飽和溫度的水稱為未飽和水(也稱過(guò)冷水).飽和水: 當(dāng)水溫達(dá)到壓力P所對(duì)應(yīng)的飽和溫度時(shí),水將開(kāi)始沸騰,這時(shí)的水稱為飽和水。濕飽和蒸汽:把預(yù)熱到ts的飽和水繼續(xù)加熱,飽和水開(kāi)始沸騰,在定溫下產(chǎn)生蒸汽而形成飽和液體和飽和蒸汽的混合物,這種混合物稱為濕飽和蒸汽,簡(jiǎn)稱濕蒸汽。干飽和蒸汽:濕蒸汽的體積隨著蒸汽的不斷產(chǎn)生而逐漸加大,直至水全部變?yōu)檎羝?,這時(shí)的蒸汽稱為干飽和蒸汽(即不含
16、飽和水的飽和蒸汽)。干度:第八章 濕空氣1.基本概念濕空氣:干空氣和水蒸氣所組成的混合氣體。飽和空氣:干空氣和飽和水蒸氣所組成的混合氣體。未飽和空氣:干空氣和過(guò)熱水蒸氣所組成的混合氣體。絕對(duì)濕度:每立方米濕空氣中所含有的水蒸氣質(zhì)量。飽和絕對(duì)濕度:在一定溫度下飽和空氣的絕對(duì)濕度達(dá)到最大值,稱為飽和絕對(duì)濕度相對(duì)濕度:濕空氣的絕對(duì)濕度與同溫度下飽和空氣的飽和絕對(duì)濕度的比值含濕量(比濕度):在含有1kg干空氣的濕空氣中,所混有的水蒸氣質(zhì)量飽和度:濕空氣的含濕量d與同溫下飽和空氣的含濕量ds的比值濕空氣的比體積:在一定溫度T和總壓力p下,1kg干空氣和0.001d水蒸氣所占有的體積濕空氣的焓: 1kg干
17、空氣的焓和0.001dkg水蒸氣的焓的總和 第九章 氣體和蒸汽的流動(dòng)1基本概念穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流:穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流是指開(kāi)口系統(tǒng)內(nèi)每一點(diǎn)的熱力學(xué)和力學(xué)參數(shù)都不隨時(shí)間而變化的流動(dòng),但在系統(tǒng)內(nèi)不同點(diǎn)上,參數(shù)值可以不同。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn),可認(rèn)為管道內(nèi)垂直于軸向的任一截面上的各種參數(shù)都均勻一致,流體參數(shù)只沿管道軸向或流動(dòng)方向發(fā)生變化。定熵滯止參數(shù):將具有一定速度的流體在定熵條件下擴(kuò)壓,使其流速降低為零,這時(shí)氣體的參數(shù)稱為定熵滯止參數(shù)。減縮噴管:當(dāng)進(jìn)入噴管的氣體是M < 1的亞音速氣流時(shí),這種沿著氣體流動(dòng)方向噴管截面積逐漸縮小的噴管稱為漸縮噴管。漸擴(kuò)噴管:當(dāng)進(jìn)入噴管的氣體是M > 1的超音速氣流時(shí),這種沿氣流方向噴
18、管截面積逐漸擴(kuò)大的噴管稱為漸擴(kuò)噴管。縮放噴管:如需要將M < 1的亞音速氣流增大到M > 1的超音速氣流,則噴管截面積應(yīng)由df < 0逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閐f > 0,即噴管截面積應(yīng)由逐漸縮小轉(zhuǎn)變?yōu)橹饾u擴(kuò)大,這種噴管稱為漸縮漸擴(kuò)噴管,或簡(jiǎn)稱縮放噴管,也稱拉伐爾(Laval)噴管。節(jié)流:節(jié)流過(guò)程是指流體(液體、氣體)在管道中流經(jīng)閥門、孔板或多孔堵塞物等設(shè)備時(shí),由于局部阻力,使流體壓力降低的一種特殊流動(dòng)過(guò)程。這些閥門、孔板或多孔堵塞物稱為節(jié)流元件。若節(jié)流過(guò)程中流體與外界沒(méi)有熱量交換,稱為絕熱節(jié)流,常常簡(jiǎn)稱為節(jié)流。在熱力設(shè)備中,壓力調(diào)節(jié)、流量調(diào)節(jié)或測(cè)量流量以及獲得低溫流體等領(lǐng)域經(jīng)常利用
19、節(jié)流過(guò)程,而且由于流體與節(jié)流元件換熱極少,可以認(rèn)為是絕熱節(jié)流。冷效應(yīng)區(qū):在轉(zhuǎn)回曲線與溫度縱軸圍成的區(qū)域內(nèi)所有等焓線上的點(diǎn)恒有mj > 0,發(fā)生在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的絕熱節(jié)流過(guò)程總是使流體溫度降低,稱為冷效應(yīng)區(qū)。熱效應(yīng)區(qū):在轉(zhuǎn)回曲線之外所有等焓線上的點(diǎn),其mj < 0,發(fā)生在這個(gè)區(qū)域的微分絕熱節(jié)流總是使流體溫度升高,即壓力降低dp,溫度增高dT,稱為熱效應(yīng)區(qū)。噴管效率:是指實(shí)際過(guò)程氣體出口動(dòng)能與定熵過(guò)程氣體出口動(dòng)能的比值。第十章 動(dòng)力循環(huán)1基本概念熱機(jī):將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的設(shè)備叫做熱力原動(dòng)機(jī),簡(jiǎn)稱熱機(jī)。動(dòng)力循環(huán):熱機(jī)的工作循環(huán)稱為動(dòng)力循環(huán)。根據(jù)熱機(jī)所用工質(zhì)的不同,動(dòng)力循環(huán)可分為蒸汽動(dòng)力循環(huán)和
20、燃?xì)鈩?dòng)力循環(huán)兩大類。奧托循環(huán):定容加熱理想循環(huán)是汽油機(jī)實(shí)際工作循環(huán)的理想化,又稱為奧托循環(huán)。狄塞爾(Diesel)循環(huán):定壓加熱理想循環(huán)是柴油機(jī)實(shí)際工作循環(huán)的理想化。燃?xì)廨啓C(jī):燃?xì)廨啓C(jī)裝置是一種以空氣和燃?xì)鉃楣べ|(zhì)、旋轉(zhuǎn)式的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。燃?xì)廨啓C(jī)裝置主要由三部分組成,即燃?xì)廨啓C(jī)、壓氣機(jī)和燃燒室。第十一章 制 冷 循 環(huán)1基本概念制冷:對(duì)物體進(jìn)行冷卻,使其溫度低于周圍環(huán)境的溫度,并維持這個(gè)低溫稱為。空氣壓縮式制冷:將常溫下較高壓力的空氣進(jìn)行絕熱膨脹,獲得低溫低壓的空氣。蒸汽噴射制冷循環(huán):用引射器代替壓縮機(jī)來(lái)壓縮制冷劑,以消耗蒸汽的熱能作為補(bǔ)償來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷的目的。蒸汽噴射制冷裝置:由鍋爐、引射器(或噴射
21、器)、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器和水泵等組成。吸收式制冷:利用制冷劑液體氣化吸熱實(shí)現(xiàn)制冷,它是直接利用熱能驅(qū)動(dòng),以消耗熱能為補(bǔ)償將熱量從低溫物體轉(zhuǎn)移到環(huán)境中去。吸收式制冷采用的工質(zhì)是兩種沸點(diǎn)相差較大的物質(zhì)組成的二元溶液,其中沸點(diǎn)低的物質(zhì)為制冷劑,沸點(diǎn)高的物質(zhì)為吸收劑。熱泵:是一種能源提升裝置,以消耗一部分高位能(機(jī)械能、電能或高溫?zé)崮艿?為補(bǔ)償,通過(guò)熱力循環(huán),把環(huán)境介質(zhì)(水、空氣、土壤)中貯存的不能直接利用的低位能量轉(zhuǎn)換為可以利用的高位能。影響制冷系數(shù)的主要因素:降低制冷劑的冷凝溫度(即熱源溫度)和提高蒸發(fā)溫度(冷源溫度),都可使制冷系數(shù)增高。制冷系數(shù): 熱力系統(tǒng):被人為分割出來(lái)作為熱力學(xué)分析對(duì)象
22、的有限物質(zhì)系統(tǒng)。開(kāi)口系統(tǒng):熱力系統(tǒng)和外界不僅有能量交換而且有物質(zhì)交換。閉口系統(tǒng):熱力系統(tǒng)和外界只有能量交換而無(wú)物質(zhì)交換。孤立系統(tǒng):熱力系統(tǒng)和外界即無(wú)能量交換又無(wú)物質(zhì)交換。2平衡狀態(tài):一個(gè)熱力系統(tǒng)如果在受外界影響的條件下系統(tǒng)的狀態(tài)能夠始終保持不變,則系統(tǒng)的這種狀態(tài)叫平衡狀態(tài)。 準(zhǔn)平衡過(guò)程:若過(guò)程進(jìn)行的相對(duì)緩慢,工質(zhì)在被平衡破壞后自動(dòng)回復(fù)平衡的時(shí)間,即所謂弛豫時(shí)間又很短,工質(zhì)有足夠的時(shí)間來(lái)恢復(fù)平衡,隨時(shí)都不致顯著偏離平衡狀態(tài),那么這樣的過(guò)程就叫做準(zhǔn)平衡過(guò)程??赡孢^(guò)程:當(dāng)完成了某一過(guò)程之后,如果有可能使工質(zhì)沿相同的路徑逆行而回復(fù)到原來(lái)狀態(tài),并且相互作用中所涉及到的外界亦回復(fù)到原來(lái)狀態(tài)而不留下任何改變
23、。 3汽化潛熱:即溫度不變時(shí),單位質(zhì)量的某種液體物質(zhì)在汽化過(guò)程中所吸收的熱量。4比熱的定義和單位:1kg物質(zhì)溫度升高1k所需熱量稱為質(zhì)量熱容,又稱比熱容,單位為J/(kg·K),用c表示,其定義式為c=q/dT或c=q/dt。5濕空氣的露點(diǎn):露點(diǎn)是在一定的pv下(指不與水或濕物料相接觸的情況),未飽和濕空氣冷卻達(dá)到飽和濕空氣,即將結(jié)出露珠時(shí)的溫度,可用濕度計(jì)或露點(diǎn)儀測(cè)量,測(cè)的td相當(dāng)于測(cè)定了pv。 6平衡狀態(tài)與穩(wěn)定狀態(tài)有何區(qū)別和聯(lián)系,平衡狀態(tài)與均勻狀態(tài)有何區(qū)別和聯(lián)系?答:“平衡狀態(tài)”與“穩(wěn)定狀態(tài)”的概念均指系統(tǒng)的狀態(tài)不隨時(shí)間而變化,這是它們的共同點(diǎn);但平衡狀態(tài)要求的是在沒(méi)有外界作用下
24、保持不變;而平衡狀態(tài)則一般指在外界作用下保持不變,這是它們的區(qū)別所在。 7卡諾定理:定理一:在相同溫度的高溫?zé)嵩春拖嗤瑴囟鹊牡蜏責(zé)嵩粗g工作的一切可逆循環(huán),其熱效率都相等,與可逆循環(huán)的種類無(wú)關(guān),與采用哪一種工質(zhì)也無(wú)關(guān)。 定理二:在溫度同為T1的熱源和同為T2的冷源間工作的一切不可逆循環(huán),其熱效率必小于可逆循環(huán)。 推論一:在兩個(gè)熱源間工作的一切可逆循環(huán),他們的熱效率都相同,與工質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān),只決定于熱源和冷源的溫度,熱效率都可以表示為c=1T2/T1推論二:溫度界限相同,但具有兩個(gè)以上熱源的可逆循環(huán),其熱效率低于卡諾循環(huán)推論三:不可逆循環(huán)的熱效率必定小于同樣條件下的可逆循環(huán)8氣體在噴管中流動(dòng),欲
25、加速處于超音速區(qū)域的氣流,應(yīng)采取什么形式的噴管,為什么:因?yàn)镸a>1超聲速流動(dòng),加速dA>0氣流截面擴(kuò)張,噴管截面形狀與氣流截面形狀相符合,才能保證氣流在噴管中充分膨脹,達(dá)到理想加速度過(guò)程,采用漸擴(kuò)噴管。9壓氣機(jī),實(shí)際過(guò)程與理想過(guò)程的關(guān)系,在壓氣機(jī)采取多級(jí)壓縮和級(jí)間冷卻有什么好處:每級(jí)壓氣機(jī)所需功相等,這樣有利于壓氣機(jī)曲軸平衡。每個(gè)汽缸氣體壓縮后達(dá)到的最高溫度相同,這樣每個(gè)汽缸的溫度條件相同。每級(jí)向外排出的熱量相等,而且每級(jí)的中間冷卻器向外排除的熱量也相等。(避免壓縮因比壓太高而影響容積效率,有利于氣體壓縮以等溫壓縮進(jìn)行,對(duì)容積效率的提高也有利) 10逆向循環(huán):把熱量從低溫?zé)嵩磦鹘o高溫?zé)嵩础?1絕熱節(jié)流:在節(jié)流過(guò)程中,流體與外界沒(méi)有熱量交換就稱絕熱節(jié)流。 14簡(jiǎn)述功和熱量的區(qū)別與聯(lián)系:都是過(guò)程量,作功有宏觀移動(dòng),傳熱無(wú)宏觀移動(dòng),作功有能量轉(zhuǎn)化,傳熱無(wú)能量轉(zhuǎn)化,功變熱無(wú)條件,熱變功有條件。12噴管的形狀選擇與哪些因素有關(guān)?背壓對(duì)噴管性能有何影響?溫度有何變化規(guī)律和影響?進(jìn)口截面參數(shù)(滯止壓力P0)和背壓(Pb);PbPc
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