热工与流体力学基础课件作者蒋祖星第七章节理想气体的热力性质及其热力过程.ppt

第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 【思考与练习题】1)锅炉汽锅筒中的水蒸气。2)制冷装置中的氨蒸气。3)空气中的水蒸气。 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 图7-9　题7-12图 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 图7-4　定容过程在p-v、T-s图上的表示 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 2.定压过程 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 图7-5　定压过程在p-v、T-s图上的表示 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 解：在压力较低，密度较小的情况下，N2可视为理想气体，按理想气体迈耶方程有 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 3.定温过程 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 图7-6　定温过程在p-v、T-s图上的表示 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 4.绝热过程绝热过程是状态变化的任何一段微元过程中，系统与外界都不发生热量交换的过程，即过程进行的每一瞬时都有δq=0。整个过程与外界交换的热量亦等于零，即q=0。 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 图7-7　绝热过程在p-v、T-s图上的表示 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 解：将空气取做闭口系统。(1)对可逆定温过程1-2，由过程中参数间关系得 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 (2)对可逆绝热过程1-2′，由可逆绝热过程参数间关系可得 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 第五节　理想气体的多变过程一、多变过程的特点前面讨论的四种典型的理想气体热力过程是几个特殊的过程，即在状态变化过程中某一个状态参数保持不变或系统与外界没有热量交换。现将四种典型过程中状态参数之间的变化关系归纳入表7?4。 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 表7-4　四种典型过程状态参数间的关系 二、多变过程中的能量计算 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 三、多变过程在p-v图和T-s图上的表示将前述4种典型热力过程绘在同一个p?v图和T?s图上，如图7?8所示。不难发现多变指数n在坐标图上的分布是有规律的，由n=0开始沿顺时针方向看，n由0→1→κ→￥，是逐渐增大的，因而，对于任意一个多变过程，只要知道其多变指数的值，就能确定该过程在p?v图和T?s图上相对位置。原则上n可为-￥+￥之间的任意实数，但n处于-∞和0之间（即膨胀时压力升高，压缩时压力下降）的情况在实际工程上较少见。 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 图7-8　多变过程在p-v图和T-s图上的表示 解：1)空气的热力学能变化量。由理想气体状态方程式PV=RT得 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 2)气体对外所做的膨胀功及技术功。 【案例分析与知识拓展】案例1：制冷压缩机的压缩过程 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 热工设备中实际进行的热力过程均是多变过程，且通常要比理论的多变过程更为复杂。例如，制冷压缩机气缸中制冷剂蒸汽的压缩过程，在整个过程中指数n是变化的。压缩开始时，工质温度低于缸壁温度，工质是吸热的，随着对工质不断地压缩，温度升高，高于缸壁温度后开始放热，瞬时多变指数约从1．4左右变化到1．0左右。制冷压缩机压缩过程的多变指数大小还与制冷剂的种类、制冷剂蒸汽与气缸壁的热交换情况、活塞与气缸壁的密封情况等因素有关。通常，制冷压缩机压缩多变指数要小于活塞式空气压缩机压缩多变指数。对多变指数n是变化的实际过程，热工计算中为简便起见常常这样处理：若n的变化范围不大，则用一个不变的平均多变指数近似地代替实际变化的n；如果n的变化较大，可将实际过程分段，每段近似为n值不变，各段的n值可不相同。 第七章　理想气体的热力性质及其热力过程 实际制冷压缩机的压缩过程的平均多变指数，对于氨压缩机n=1．1～1．15；对于氟利昂压缩机n=1．0～1．05。案例2：高温烟气热量的计算在化工、钢铁、大型火电厂等热能消耗较大的企业，为了节能降耗，通常可利用烟气余热加热锅炉中的给水，产生蒸汽用以驱动吸收式、吸附式或喷射式制冷装置来进行车间或房间的温度调节。此类系统设计首先必须知道可利用的烟气的热量，以便进行可行性、经济性分析和设计计算。例如，某大型柴油机增压器后的排气流量