工程熱力學(xué)教程

工程熱力學(xué)教程第一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日本章基本知識點(diǎn)

熟練掌握定容、定壓、定溫、絕熱、多變過程中狀態(tài)參數(shù)p、v、T、u、h、s的計(jì)算，過程量Q、W的計(jì)算，以及上述過程在p-v

、T-s圖上的表示。

分析對象:

閉口系統(tǒng)

過程性質(zhì):可逆過程過程特點(diǎn):

定容過程、定壓過程、定溫過程、,絕熱(多變)過程第二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日目的:

研究外部條件對熱能和機(jī)械能轉(zhuǎn)換的影響，通過有利的外部條件，達(dá)到合理安排熱力過程，提高熱能和機(jī)械能轉(zhuǎn)換效率的目的。

基本任務(wù):確定過程中工質(zhì)狀態(tài)參數(shù),能量轉(zhuǎn)換關(guān)系實(shí)例:

取開口系統(tǒng)的氣體壓縮第三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日§4．1基本熱力過程

一.研究熱力學(xué)過程的目的與方法目的:提高熱力學(xué)過程的熱功轉(zhuǎn)換效率熱力學(xué)過程受外部條件影響

主要研究外部條件對熱功轉(zhuǎn)換的影響利用外部條件,合理安排過程，形成最佳循環(huán)對已確定的過程，進(jìn)行熱力計(jì)算第四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日參數(shù)會計(jì)算，就可以研究能量轉(zhuǎn)換的過程對象1)參數(shù)(p,T,v,u,h,s)變化2)能量轉(zhuǎn)換關(guān)系,q

,w,wt方法抽象分類2)可逆過程(不可逆再修正)基本過程第五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日研究熱力學(xué)過程的依據(jù)2)理想氣體3)可逆過程

1)第一定律穩(wěn)流第六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日研究熱力學(xué)過程的步驟1)確定過程方程------該過程中參數(shù)變化關(guān)系5)計(jì)算w

,

wt,q4)求3)用T-s與p-v

圖表示2)根據(jù)以知參數(shù)及過程方程求未知參數(shù)第七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日斜率=？曲線上凸？下凹？斜率斜率理想氣體s

的p-v

圖和

T-s

圖第八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日

內(nèi)能變化焓變化熵變化

理想氣體s

u,h,

s的計(jì)算狀態(tài)參數(shù)的變化與過程無關(guān)第九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日

膨脹功w理想氣體s

w,wt,q的計(jì)算技術(shù)功

wt熱量

q第十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日若已知p1,T1,T2,求p2理想氣體變比熱s

過程第十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日理想氣體變比熱s

過程已知p1,T1,T2,求p2若是空氣，查附表2第十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日§4-2理想氣體熱力過程的綜合分析理想氣體的多變過程(Polytropicprocess)過程方程n是常量，每一過程只有一n值初終態(tài)關(guān)系n第十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日理想氣體s

的初、終態(tài)第十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日§4-3理想氣體的多變過程

(Polytropicprocess)

過程方程n是常量，每一過程有一n值初終態(tài)關(guān)系n第十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日理想氣體

n

u,h,

s的計(jì)算

內(nèi)能變化焓變化熵變化

狀態(tài)參數(shù)的變化與過程無關(guān)第十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日理想氣體n

w,wt,q的計(jì)算多變過程比熱容第十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日(1)當(dāng)n=0

(2)當(dāng)n=1多變過程與基本過程的關(guān)系(3)當(dāng)n=k

(4)當(dāng)n=

基本過程是多變過程的特例pTsvnpTsv第十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日初終態(tài)關(guān)系過程方程理想氣體的基本過程pTsvpTsv第十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日理想氣體基本過程的

u,h,

s

內(nèi)能變化焓變化熵變化

狀態(tài)參數(shù)的變化與過程無關(guān)pTsv第二十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日理想氣體基本過程的wpTsv第二十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日理想氣體基本過程的wtpTsv第二十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日理想氣體基本過程的qpTsvcp

的定義cv

的定義第二十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日斜率理想氣體基本過程的p-v,T-s圖上凸?下凹？sTvpppp第二十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日斜率理想氣體基本過程的p-v,T-s圖上凸?下凹？sTvpppvvv第二十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日斜率理想氣體基本過程的p-v,T-s圖上凸?下凹？sTvpppTvvTT第二十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日理想氣體基本過程的p-v,T-s圖sTvpppsvvTTss第二十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日理想氣體基本過程的p-v,T-s圖sTvpppvvTTss第二十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日u在p-v,T-s圖上的變化趨勢sTvpuT=u>0u>0第二十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日w在p-v,T-s圖上的變化趨勢sTvpu>0u>0h>0h>0w>0w>0第三十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日q在p-v,T-s圖上的變化趨勢sTvpu>0u>0h>0h>0w>0w>0wt>0wt>0q>0Tq>0第三十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日u,h,w,wt,q在p-v,T-s圖上的變化趨勢sTvpu>0u>0h>0h>0w>0w>0wt>0wt>0q>0u↑,h↑(T↑)

w↑(v↑)

wt↑(p↓)

q↑(s↑)q>0第三十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日§4-4活塞式壓氣機(jī)的壓縮過程分析壓氣機(jī)的作用生活中：自行車打氣。工業(yè)上：鍋爐鼓風(fēng)、出口引風(fēng)、煉鋼、燃?xì)廨啓C(jī)、制冷空調(diào)等等型式結(jié)構(gòu)活塞式(往復(fù)式)離心式軸流式葉輪式連續(xù)流動壓力范圍通風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)出口當(dāng)連續(xù)流動第三十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日理論壓氣功(可逆過程)指什么功目的：研究耗功，越少越好活塞式壓氣機(jī)的壓氣過程技術(shù)功wt第三十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日(1)、特別快，來不及換熱。(2)、特別慢，熱全散走。(3)、實(shí)際壓氣過程是

可能的壓氣過程sTn第三十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日

三種壓氣過程的參數(shù)關(guān)系第三十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日

三種壓氣過程功的計(jì)算最小重要啟示第三十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日分級壓縮中間冷卻第三十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日兩級壓縮中間冷卻分析有一個最佳增壓比

省功第三十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日最佳增壓比的推導(dǎo)

省功第四十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日最佳增壓比的推導(dǎo)

省功欲求w分級最小值，第四十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日最佳增壓比的推導(dǎo)

省功w分級最小值，最佳增壓比可證明若m級第四十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日分級壓縮的其它好處潤滑油要求t<160~180℃,高壓壓氣機(jī)必須分級第四十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日分級壓縮的級數(shù)省功分級降低出口溫多級壓縮達(dá)到無窮多級(1)不可能實(shí)現(xiàn)(2)結(jié)構(gòu)復(fù)雜(成本高)所以，一般采用2~4級壓縮T第四十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日活塞式壓氣機(jī)的余隙影響避免活塞與進(jìn)排氣閥碰撞，留有空隙余隙容積壓縮過程排氣，狀態(tài)未變殘留氣體膨脹進(jìn)新氣，狀態(tài)未變第四十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日活塞式壓氣機(jī)的余隙影響活塞排量研究VC對