工程热力学绝热节流
工程热力学思考题答案,第七章
第七章 气体与蒸汽的流动7、1对改变气流速度起主要作用的就是通道的形状还就是气流本身的状态变化?答:改变气流速度主要就是气流本身状态变化,主要就是压力变化直接导致流速的变化。
7、2如何用连续性方程解释日常生活的经验:水的流通截面积增大,流速就降低?答:日常生活中水的流动一般都为稳定流动情况11221212f f m m m Ac A c q q q v v ====,对于不可压缩流体水1v =2v ,故有流速与流通截面积成反比关系。
7、3在高空飞行可达到高超音速的飞机在海平面上就是否能达到相同的高马赫数?答:不能,因为速度与压比有个反比关系,当压比越大最大速度越小,高空时压比小,可以达到高马赫数,海平面时压比增大,最大速度降低无法达到一样的高马赫数。
7、4当气流速度分别为亚声速与超声速时,下列形状的管道(图7-16)宜于作喷管还就是宜于作扩压管?答:气流速度为亚声速时图7-16中的1 图宜于作喷管,2 图宜于作扩压管,3 图宜于作喷管。
当声速达到超声速时时1 图宜于作扩压管,2 图宜于作喷管,3 图宜于作扩压管。
4 图不改变声速也不改变压强。
7、5当有摩擦损耗时,喷管的流出速度同样可用2f c ,似乎与无摩擦损耗时相同,那么摩擦损耗表现在哪里呢?答:摩擦损耗包含在流体出口的焓值里。
摩擦引起出口速度变小,出口动能的减小引起出口焓值的增大。
7、6考虑摩擦损耗时,为什么修正出口截面上速度后还要修正温度?答:因为摩擦而损耗的动能被气流所吸收,故需修正温度。
7、7考虑喷管内流动的摩擦损耗时,动能损失就是不就是就就是流动不可逆损失?为什么?答:不就是。
因为其中不可逆还包括部分动能因摩擦损耗转化成热能,而热能又被气流所吸收,所造成的不可逆。
7、8在图7-17 中图(a)为渐缩喷管,图(b) 为缩放喷管。
设两喷管的工作背压均为0、1MPa,进口截面压力均为1 MPa,进口流速1f c 可忽略不计。
1)若两喷管的最小截面面积相等,问两喷管的流量、出口截面流速与压力就是否相同?2) 假如沿截面2’-2’切去一段,将产生哪些后果?出口截面上的压力、流速与流量起什么变化?答:1)若两喷管的最小截面面积相等,两喷管的流量相等,渐缩喷管出口截面流速小于缩放喷管出口截面流速,渐缩喷管出口截面压力大于缩放喷管出口截面压力。
工程热力学思考题及答案 第十二章
沈维道、将智敏、童钧耕《工程热力学》课后思考题答案工程热力学思考题及答案第十二章制冷循环1.压缩蒸汽制冷循环采用节流阀来代替膨胀机,压缩空气制冷循环是否也可以采用这种方法?为什么?答压缩空气制冷循环不能采用节流阀来代替膨胀机。
工质在节流阀中的过程是不可逆绝热过程,不可逆绝热节流熵增大,所以不但减少了制冷量也损失了可逆绝热膨胀可以带来的功量。
而压缩蒸汽制冷循环在膨胀过程中,因为工质的干度很小,所以能得到的膨胀功也极小。
而增加一台膨胀机,既增加了系统的投资,又降低了系统工作的可靠性。
因此,为了装置的简化及运行的可靠性等实际原因采用节流阀作绝热节流。
2.压缩空气制冷循环采用回热措施后是否提高其理论制冷系数?能否提高其实际制冷系数?为什么?答:采用回热后没有提高其理论制冷系数但能够提高其实际制冷系数。
因为采用回热后工质的压缩比减小,使压缩过程和膨胀过程的不可逆损失的影响减小,因此提高实际制冷系数。
3.参看图12-5,若压缩蒸汽制冷循环按1-2-3-4-8-1运行,循环耗功量没有变化,仍为h2-h1,而制冷量却从h1-h5增大到h1-h8,显见是有利的.这种考虑错误何在?答:过程4-8熵减小,必须放热才能实现。
而4点工质温度为环境温度T,要想放热达到温度Tc (8点),必须有温度低于Tc的冷源,这是不存在的。
(如果有,就不必压缩制冷了)。
4.作制冷剂的物质应具备哪些性质?你如何理解限产直至禁用R11、R12这类工质?答:制冷剂应具备的性质:对应于装置的工作温度,要有适中的压力;在工作温度下气化潜热要大;临界温度应高于环境温度;制冷剂在T-s图上的上下界限线要陡峭;工质的三相点温度要低于制冷循环的下限温度;比体积要小;传热特性要好;溶油性好;无毒等。
限产直至禁用R11和R12时十分必要的,因为这类物质进入大气后在紫外线作用下破坏臭氧层使得紫外线直接照射到地面,破坏原有的生态平衡。
5.本章提到的各种制冷循环有否共同点?若有,是什么?答:各种制冷循环都有共同点。
工程热力学名词解释
名词解释1.工程热力学在阐释热力学普遍原理的基础上,研究原理的应用,着重研究热能与其他形式能量的转换规律。
2.热能动力设备:从燃料燃烧中得到热能以及利用热能得到动力的整套设备,分为蒸汽动力装置和燃气动力装置。
工质经历吸热、膨胀做功、排热过程。
3.实现热能与机械能转化的媒介物质叫做工质,工质从中吸热的叫做热源(高温热源),放出热能的叫做冷源(低温热源)。
4.热力系统:被认为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统,边界,外界,闭口系(控制质量):只有能量交换没有物质交换开口系(控制容积):有能量和物质交换,绝热系统:无热量交换,孤立系统:无热量和质量交换。
5.1 bar=e5 pa1atm=1.01e5 pa1 at(工程大气压)=0.98e5 pa1mm hg=133.32pa1mmh2o =9.81 pa1atm=760mm hg = 10m h2o6.系统参数不随时间变化即为达到稳定状态,系统在不受外界影响条件下状态保持不变即为平衡状态。
准平衡状态(准静态过程):过程进行得很缓慢,破坏平衡所需要的时间远大于弛豫时间,随时都不致掀桌偏离平衡状态。
进行的无限缓慢的过程。
气体工质在压力差作用下实现准平衡过程的条件是:气体工质和外界压力差、温度差无限小可逆过程:完成某一过程后,有可能使工质沿相同的路径恢复到原来状态,且不留下任何改变。
可逆过程=无耗散+准静态过程。
7.系统对外界做功为正,外界对系统做功为负;系统吸热为正,放热为负。
8.可逆循环:全部由可逆过程组成的循环,构成一条封闭的曲线内可逆循环:假象工质与热源间有一物体,物体与工质温差无限小。
工质的循环可看作可逆循环。
正向循环:将热能转化为机械能,使外界得到功;热动力循环逆向循环:将热量从低温热源传到高温热源,会消耗外功。
制冷装置,热泵9.推动功:工质在开口系统中流动而传递的功。
10.流动功:推动功差p1v1-p2v2是系统维持工质流动所需的功。
工程热力学第5章习题答案
第5章 热力学第二定律5-1 当某一夏日室温为30℃时,冰箱冷藏室要维持在-20℃。
冷藏室和周围环境有温差,因此有热量导入,为了使冷藏室内温度维持在-20℃,需要以1350J/s 的速度从中取走热量。
冰箱最大的制冷系数是多少?供给冰箱的最小功率是多少? 解: 制冷系数:22253 5.0650Q T W T T ε====−5-4 有一卡诺机工作于500℃和30℃的两个热源之间,该卡诺热机每分钟从高温热源V吸收1000kJ ,求:(1)卡诺机的热效率;(2)卡诺机的功率(kW )。
解:1211500304700.608273500733T T W Q T η−−=====+110000.60810.1360W Q η=⋅=×= kw5-5 利用一逆向卡诺机作热泵来给房间供暖,室外温度(即低温热源)为-5℃,为使室内(即高温热源)经常保持20℃,每小时需供给30000kJ 热量,试求:(1)逆向卡110000100006894.413105.59C W Q =−=−=kJ热泵侧:'C10C C Q W T T T =− '103333105.5922981.3745C C C T Q W T T =⋅=×=− 暖气得到的热量:'1C16894.4122981.3729875.78C Q Q Q =+=+=总kJ5-7 有人声称设计出了一热机,工作于T 1=400K 和T 2=250K 之间,当工质从高温热源吸收了104750kJ 热量,对外作功20kW.h ,这种热机可能吗?解: max 12114002501500.375400400C W T T Q T η−−===== max 11047500.37510.913600C W Q η×=⋅==kW h ⋅<20kW h ⋅∴ 这种热机不可能5-8 有一台换热器,热水由200℃降温到120℃,流量15kg/s ;冷水进口温度35℃,11p 烟气熵变为:22111213731.46 6.41800T T p p n n T T Q T dTS c m c mL L T T T∆====××=−∫∫kJ /K 热机熵变为02.环境熵变为:图5-13 习题5-92210Q S S T ∆==−∆ ∴201()293 6.411877.98Q T S =⋅−∆=×=kJ 3.热机输出的最大功为:0123586.81877.981708.8W Q Q =−=−=kJ5-10 将100kg 、15℃的水与200kg 、60℃的水在绝热容器中混合,假定容器内壁与水之间也是绝热的,求混合后水的温度以及系统的熵变。
工程热力学第7章答案
m=3.48 吨/小时
7-10 水蒸气进入汽轮机时 p1=10MPa,t1=450℃,排出汽轮机时 p2=8kPa,假设蒸汽在汽 轮机内的膨胀是可逆绝热的,且忽略入口和出口的动能差,汽轮机输出功率为 100MW,求
3
第 7 章 水蒸气
解:
已知: X = 0.8 s' = 0.45kJ / kg ⋅ K γ = 1600kJ / kg T = 200 + 273 = 473K
sx
=
s '+
X
⋅γ T
=
0.45 + 0.8× 1600 473
= 3.156kJ
/(kg ⋅ K )
5kg 工质的熵 S = m ⋅ sx = 5× 3.156 = 15.78kJ / K
p1=0.40MPa 时, v//=0.46246m3/kg p1=0.41MPa 时, v//=0.45184m3/kg 采用内插法得 p2=0.40166MPa,h2=h//=2738.68 kJ/kg t2=ts=143.79℃
u2=h2-p2v2=2738.68-0.40166 × 103 × 0.4607=2553.64 kJ/kg
∴湿饱和状态 x = h − h ' = 1134.3 − 417.5 = 31.78% h ''− h ' 2675 − 417.5
s''= 7.359kJ / kg ⋅ K
s'= 1.303kJ / kg ⋅ K
sx = 1.303 + 0.3178× (7.359 −1.303) = 3.228kJ / kg ⋅ K
清华大学《工程热力学》(第2版)1-4章思考题参考答案
第一章思考题参考答案1.进行任何热力分析是否都要选取热力系统?答:是。
热力分析首先应明确研究对象,根据所研究的问题人为地划定一个或多个任意几何面所围成的空间,目的是确定空间内物质的总和。
2.引入热力平衡态解决了热力分析中的什么问题?答:若系统处于热力平衡状态,对于整个系统就可以用一组统一的并具有确定数值的状态参数来描述其状态,使得热力分析大为简化。
3.平衡态与稳定态的联系与差别。
不受外界影响的系统稳定态是否是平衡态?答:平衡态和稳定态具有相同的外在表现,即系统状态参数不随时间变化;两者的差别在于平衡态的本质是不平衡势差为零,而稳定态允许不平衡势差的存在,如稳定导热。
可见,平衡必稳定;反之,稳定未必平衡。
根据平衡态的定义,不受外界影响的系统,其稳定态就是平衡态。
在不受外界影响(重力场除外)的条件下,如果系统的状态参数不随时间变化,则该系统所处的状态称为平衡状态。
4.表压力或真空度为什么不能当作工质的压力?工质的压力不变化,测量它的压力表或真空表的读数是否会变化?答:由于表压力和真空度都是相对压力,而只有绝对压力才是工质的压力。
表压力p与真空度v p与绝对压力的关系为:gb g p p p =+ b vp p p =-其中bp 为测量当地的大气压力。
工质的压力不变化,相当于绝对压力不变化,但随着各地的纬度、高度和气候条件的不同,测量当地的大气压值也会不同。
根据上面两个关系式可以看出,虽然绝对压力不变化,但由于测量地点的大气压值不同,当地测量的压力表或真空表的读数也会不同。
5.准静态过程如何处理“平衡状态”又有“状态变化”的矛盾? 答:准静态过程是指系统状态改变的不平衡势差无限小,以致于该系统在任意时刻均无限接近于某个平衡态。
准静态过程允许系统状态发生变化,但是要求状态变化的每一步,系统都要处在平衡状态。
6.准静态过程的概念为什么不能完全表达可逆过程的概念? 答:可逆过程的充分必要条件为:1、过程进行中,系统内部以及系统与外界之间不存在不平衡势差,或过程应为准静态的;2、过程中不存在耗散效应。
工程热力学_江苏大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
工程热力学_江苏大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.饱和湿空气中的水蒸气处于过热状态。
答案:错误2.其它条件不变时,仅提高压缩比,活塞式内燃机三种理想循环中的热效率都将提高,因为()。
答案:Tm1提高,Tm2不变3.同样条件下工作的制冷循环与供热循环是:答案:供热系数>制冷系数4.理想气体任意两个状态参数确定后,气体的状态就一定确定了。
()答案:错误5.热力过程中,工质向外界放热,其温度必然升高。
()答案:错误6.氟利昂气体经过绝热节流后,其参数变化情况是。
答案:ΔT<0,Δp<0,Δs>07.在某一指定温度下,若水(水蒸气)的压力低于该温度对应的饱和压力,则其处于()状态。
答案:过热蒸汽8.活塞式内燃机混合加热理想循环过程中,用到压缩比的概念,在活塞式压气机中,用到余隙比的概念,其实它们都是一样的()。
答案:错误9.卡诺循环的热效率仅取决于其热源和冷源的温度,而与工质的性质无关()答案:正确10.对于饱和湿空气,湿空气的干球温度t、湿球温度tw和露点温度td的关系为()。
答案:t=tw= td11.气流绝热混合所得到的湿空气的状态,仅取决于混合前湿空气各气流的状态。
答案:错误12.若活塞式内燃机三种理想循环的压缩比增加,则()。
答案:Tm1不定,Tm2不定13.多变指数越小的压缩过程,耗功越多。
答案:错误14.在燃气轮机真实工作过程中,采用下列哪个回热度条件,热效率最大()。
答案:µ=0.515.制冷剂在冷凝器中的饱和区域内,制冷剂的干度变化为。
答案:干度减小的过程16.热泵循环的供热(暖)系数总大于1()答案:正确17.焦耳实验说明理想气体的热力学能仅仅是温度的单值函数。
答案:正确18.同一种理想气体,具有相同的初态温度和终态温度,对于不同过程,其焓变不一定相同。
答案:错误19.比热容是与温度无关的函数。
答案:错误20.理想气体的熵是状态参数。
工程热力学名词解释
工程热力学名词解释专题注:参考哈工大的工程热力学和西交大的工程热力学第一章——基本概念1、闭口系统:热力系与外界无物质交换的系统。
2、开口系统:热力系与外界有物质交换的系统。
3、绝热系统:热力系与外界无热量交换的系统。
4、孤立系统:热力系与外界有热量交换的系统。
5、热力平衡状态:热力系在没有外界作用的情况下其宏观性质不随时间变化的状态。
6、准静态过程:如果造成系统状态改变的不平衡势差无限小,以致该系统在任意时刻均无限接近于某个平衡态,这样的过程称为准静态过程7、热力循环:热力系从某一状态开始,经历一系列中间状态后,又回复到原来状态。
8、系统储存能:是指热力学能、宏观动能、和重力位能的总和。
9、热力系统:根据所研究问题的需要,把用某种表面包围的特定物质和空间作为具体指定的热力学的研究对象,称之为热力系统。
第二章——热力学第一定律1、热力学第一定律:当热能与其他形式的能量相互转换时,能的总量保持不变。
或者,第一类永动机是不可能制成的。
2、焓:可以理解为由于工质流动而携带的、并取决于热力状态参数的能量,即热力学能与推动功的总和。
3、技术功:技术上可资利用的功,是稳定流动系统中系统动能、位能的增量与轴功三项之和4、稳态稳流:稳定流动时指流道中任何位置上的流体的流速及其他状态参数都不随时间而变化流动。
第三章——热力学第二定律1、可逆过程:系统经过一个过程后,如果使热力系沿原过程的路线反向进行并恢复到原状态,将不会给外界留下任何影响。
2、热力学第二定律:克劳修斯表述:不可能把热从低温物体转移到高温物体而不引起其他变化。
开尔文普朗克表述:不可能从单一热源吸热而使之全部转变为功。
3、可用能与不可用能:可以转变为机械功的那部分热能称为可用能,不能转变为机械功的那部分热能称为不可用能。
4、熵流:热力系和外界交换热量而导致的熵的流动量5、熵产:由热力系内部的热产引起的熵的产生。
6、卡诺定理:工作再两个恒温热源(1T 和2T )之间的循环,不管采用什么工质,如果是可逆的,其热效率均为121T T ,如果不是可逆的,其热效率恒小于121T T 。
工程热力学简答题汇总
1热力系统:被人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统。
开口系统:热力系统和外界不仅有能量交换而且有物质交换。
闭口系统:热力系统和外界只有能量交换而无物质交换。
孤立系统:热力系统和外界即无能量交换又无物质交换。
2平衡状态:一个热力系统如果在受外界影响的条件下系统的状态能够始终保持不变,则系统的这种状态叫平衡状态。
准平衡过程:若过程进行的相对缓慢,工质在被平衡破坏后自动回复平衡的时间,即所谓弛豫时间又很短,工质有足够的时间来恢复平衡,随时都不致显著偏离平衡状态,那么这样的过程就叫做准平衡过程。
可逆过程:当完成了某一过程之后,如果有可能使工质沿相同的路径逆行而回复到原来状态,并且相互作用中所涉及到的外界亦回复到原来状态而不留下任何改变。
3汽化潜热:即温度不变时,单位质量的某种液体物质在汽化过程中所吸收的热量。
4比热的定义和单位:1kg物质温度升高1k所需热量称为质量热容,又称比热容,单位为J/(kg·K),用c表示,其定义式为c=δq/dT或c=δq/dt。
5湿空气的露点:露点是在一定的pv下(指不与水或湿物料相接触的情况),未饱和湿空气冷却达到饱和湿空气,即将结出露珠时的温度,可用湿度计或露点仪测量,测的td相当于测定了pv。
6平衡状态与稳定状态有何区别和联系,平衡状态与均匀状态有何区别和联系答:“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化,这是它们的共同点;但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变;而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变,这是它们的区别所在。
7卡诺定理:定理一:在相同温度的高温热源和相同温度的低温热源之间工作的一切可逆循环,其热效率都相等,与可逆循环的种类无关,与采用哪一种工质也无关。
定理二:在温度同为T1的热源和同为T2的冷源间工作的一切不可逆循环,其热效率必小于可逆循环。
推论一:在两个热源间工作的一切可逆循环,他们的热效率都相同,与工质的性质无关,只决定于热源和冷源的温度,热效率都可以表示为ηc=1—T2/T1推论二:温度界限相同,但具有两个以上热源的可逆循环,其热效率低于卡诺循环推论三:不可逆循环的热效率必定小于同样条件下的可逆循环8气体在喷管中流动,欲加速处于超音速区域的气流,应采取什么形式的喷管,为什么:因为Ma>1超声速流动,加速dA>0气流截面扩张,喷管截面形状与气流截面形状相符合,才能保证气流在喷管中充分膨胀,达到理想加速度过程,采用渐扩喷管。
工程热力学大总结
基 本 概 念热力系统:用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔的研究对象,称为热力系统,简称系统。
边界:分隔系统与外界的分界面,称为边界。
外界:边界以外与系统相互作用的物体,称为外界或环境。
热力状态:系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况,称为工质的热力状态,简称为状态。
闭口系统:没有物质穿过边界的系统称为闭口系统,也称控制质量。
开口系统:有物质流穿过边界的系统称为开口系统,又称控制体积,简称控制体。
绝热系统:系统与外界之间没有热量传递,称为绝热系统。
孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换,称为孤立系统。
平衡状态:系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变化,系统内外同时建立了热的和力的平衡,这时系统的状态称为热力平衡状态,简称为平衡状态。
状态参数:描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。
如温度(T )、压力(P )、比容(υ)或密度(ρ)、内能(u )、焓(h )、熵(s )、自由能(f )、自由焓(g )等。
热力学第零定律:如两个物体分别和第三个物体处于热平衡,则它们彼此之间也必然处于热平衡。
压力:垂直作用于器壁单位面积上的力,称为压力,也称压强。
相对压力:相对于大气环境所测得的压力。
如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力。
强度性参数:系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同,与质量多少无关,没有可加性,如温度、压力等。
在热力过程中,强度性参数起着推动力作用,称为广义力或势。
广延性参数:整个系统的某广延性参数值等于系统中各单元体该广延性参数值之和,如容积、内能、焓、熵等。
在热力过程中,广延性参数的变化起着类似力学中位移的作用,称为广义位移。
准静态过程:过程进行得非常缓慢,使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的平衡态,从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近平衡状态,整个过程可看作是由一系列非常接近平衡态的状态所组成,并称之为准静态过程。
工程热力学-名词解释
1.第一章 基本概念及定义 2.热能动力装置:从燃料燃烧中得到热能,以及利用热能所得到动力的整套设备(包括辅助设备)统称热能动力装置。
3.工质:热能和机械能相互转化的媒介物质叫做工质,能量的转换都是通过工质状态的变化实现的。
4.高温热源:工质从中吸取热能的物系叫热源,或称高温热源。
5.低温热源:接受工质排出热能的物系叫冷源,或称低温热源。
6.热力系统:被人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统叫做热力系统。
7.闭口系统:如果热力系统与外界只有能量交换而无物质交换,则称该系统为闭口系统。
(系统质量不变) 8.开口系统:如果热力系统与外界不仅有能量交换而且有物质交换,则称该系统为开口系统。
(系统体积不变) 9.绝热系统:如果热力系统和外界间无热量交换时称为绝热系统。
(无论开口、闭口系统,只要没有热量越过边界) 10.孤立系统:如果热力系统和外界既无能量交换又无物质交换时,则称该系统为孤立系统。
11.表压力:工质的绝对压力>大气压力时,压力计测得的差数。
12.真空度:工质的绝对压力<大气压力时,压力计测得的差数,此时的压力计也叫真空计。
13.平衡状态:无外界影响系统保持状态参数不随时间而改变的状态。
充要条件是同时到达热平衡和力平衡。
14.稳定状态:系统参数不随时间改变。
(稳定未必平衡) 15.准平衡过程(准静态过程):过程进行的相对缓慢,工质在平衡被破环后自动恢复平衡所需的时间很短,工质有足够的时间来恢复平衡,随时都不致显著偏离平衡状态,那么这样的过程就称为准平衡过程。
它是无限接近于平衡状态的过程。
16.可逆过程:完成某一过程后,工质沿相同的路径逆行回复到原来的状态,并使相互作用所涉及的外界亦回复到原来的状态,而不留下任何改变。
可逆过程=准平衡过程+没有耗散效应(因摩擦机械能转变成热的现象)。
17.准平衡与可逆区别:准平衡过程只着眼工质内部平衡;可逆过程是分析工质与外界作用产生的总效果,不仅要求工质内部平衡,还要求工质与外界作用可以无条件逆复。
工程热力学复习大纲
工程热力学复习大纲一名词解释1 比热容的定义为:单位物量的物质,温度升高或降低1K(1°C)所吸收或放出的热量,称为该物体的比热容(有时简称比热)。
即 c=δq/dT。
2定容比热容:在定容情况下,单位物量的气体,温度变化1K(1°C)所吸收或放出的热量。
即c v=δq v/dT3定压比热容:在定压情况下,单位物量的气体,温度变化1K(1°C)所吸收或放出的热量。
4 梅耶公式(适用于理想气体):c p-c v=R5 c p与c v之比值称为比热容比,它也是一个重要参数。
K= c p/c v=M c p/M c v6 膨胀功(也称容积功):在压力差作用下,由于系统工质容积发生变化而传递的机械功。
7绝热节流:稳态稳流的流体快速流过狭窄断面,来不及与外界换热也没有功量的传递,可理想化称为绝热节流。
绝热节流前后焓相等。
h1=h28 节流过程是指流体(液体、气体)在管道中流经阀门、孔板或多孔堵塞物等设备时,由于局部阻力,使流体压力降低的一种特殊流动过程。
若节流过程中流体与外界没有热量交换,称为绝热节流。
9绝对湿度:每立方米湿空气中所含有的水蒸气质量,称为湿空气的绝对湿度。
绝对湿度也就是湿空气中水蒸气的密度ρv,按理想气体状态方程其计算式为ρv=mv/V=pv/RvT(kg/m³) 10相对湿度(φ):湿空气的绝对湿度ρv与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度ρs的比值。
11 定熵滞止参数:将具有一定速度的流体在定熵条件下扩压,使其流速降低为零,这时气体的参数称为定熵滞止参数。
12准静态过程:理论研究可以设想一种过程,这种过程进行的非常缓慢,使过程中系统内部被破坏了的平衡状态有足够的时间恢复到新的平衡态,从而使过程的每一瞬间,系统内部的状态都非常接近平衡状态,即整个过程可看作是由一系列非常接近平衡态的状态所组成,这样的过程称为准静态过程。
13可逆过程:系统经历某一过程后,如果能使系统与外界同时恢复到初始状态,对外界没有留下任何影响,既没有得到功,也没有消耗功。
工程热力学第六版素材第09章 气体和蒸汽的流动
第九章气体和蒸汽的流动1.基本概念稳态稳流:稳态稳流是指开口系统内每一点的热力学和力学参数都不随时间而变化的流动,但在系统内不同点上,参数值可以不同。
为了简化起见,可认为管道内垂直于轴向的任一截面上的各种参数都均匀一致,流体参数只沿管道轴向或流动方向发生变化。
音速:音速是微小扰动在物体中的传播速度。
定熵滞止参数:将具有一定速度的流体在定熵条件下扩压,使其流速降低为零,这时气体的参数称为定熵滞止参数。
减缩喷管:当进入喷管的气体是M < 1的亚音速气流时,这种沿着气体流动方向喷管截面积逐渐缩小的喷管称为渐缩喷管。
渐扩喷管:当进入喷管的气体是M > 1的超音速气流时,这种沿气流方向喷管截面积逐渐扩大的喷管称为渐扩喷管。
缩放喷管:如需要将M < 1的亚音速气流增大到M > 1的超音速气流,则喷管截面积应由d f < 0逐渐转变为d f > 0,即喷管截面积应由逐渐缩小转变为逐渐扩大,这种喷管称为渐缩渐扩喷管,或简称缩放喷管,也称拉伐尔(Laval)喷管。
临界参数:在渐缩渐扩喷管中,收缩部分为亚音速范围,而扩张部分为超音速范围。
收缩与扩张之间的最小截面处称为喉部,此处M=1,d f = 0。
该截面称为临界截面,具有最小截面积f min,相应的各种参数都称为临界值,如临界压力p c、临界温度T c、临界比体积v c、临界流速c c等。
应予注意,临界流速c c为临界截面处的当地音速。
节流:节流过程是指流体(液体、气体)在管道中流经阀门、孔板或多孔堵塞物等设备时,由于局部阻力,使流体压力降低的一种特殊流动过程。
这些阀门、孔板或多孔堵塞物称为节流元件。
若节流过程中流体与外界没有热量交换,称为绝热节流,常常简称为节流。
在热力设备中,压力调节、流量调节或测量流量以及获得低温流体等领域经常利用节流过程,而且由于流体与节流元件换热极少,可以认为是绝热节流。
冷效应区:在转回曲线与温度纵轴围成的区域内所有等焓线上的点恒有μj > 0,发生在这个区域内的绝热节流过程总是使流体温度降低,称为冷效应区。
工程热力学各章重点
第1章基本概念一、名词解释1.热力系统:热力学分析中选取的, 由某种界面包围的特定物质或空间作为研究对象称为热力系统.2.闭口系统:与外界无物质交换,但可有功和热交换的系统。
3.开口系统:与外界既有物质交换,又有能量交换的系统。
4.孤立系统:系统与外界既无能量(功、热量)交换又无物质交换。
5.绝热系统:系统与外界无热量交换。
6.高温热源:在工程热力学中,把热容量很大且在放出有限量热量时自身温度及其它热力学参数没有明显改变的物体称为高温热源。
7.低温热源:在工程热力学中,把热容量很大且在吸收有限量热量时自身温度及其它热力学参数没有明显改变的物体称为低温热源。
8.温度:温度是用来标志物体冷热程度的物理量。
根据气体分子运动论,气体的温度是组成气体的大量分子平均移动动能的量度。
处于同一热平衡状态的热力系无论它们是否相互接触均有一个共同的物理性质,描述此物理性质的物理称为温度。
9.表压力:当绝对压力高于大气压力时,压力表指示的数值称为表压力。
10.真空度:当工质的绝对压力低于大气压力时,测压仪表指示的读数称为真空度。
11.平衡状态:在没有外界作用的情况下,工质(或系统)的宏观性质不随时间而变化的状态称为平衡状态。
12.准平衡过程:为了便于对实际过程进行分析和研究,假设过程中系统所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态,这种过程称为准平衡过程,又称为准静态过程。
13.可逆过程:如果系统完成了某一过程之后,再沿着原路逆行而回复到原来的状态,外界也随之回复到原来的状态,而不留下任何变化,则这一过程称为可逆过程。
二、填空1、标准大气压为在纬度海平面上的常年平均气压。
(450)2、与外界既无能量交换也无物质交换的热力系称为_____热力系。
(孤立)3、可逆过程实现的条件是和。
(准平衡过程,没有耗散)三、选择题1、_________过程是可逆过程。
( )a) 可以从终态回复到初态的b) 没有摩擦的c) 没有摩擦的准平衡d) 没有温差的2、绝对压力p, 真空度p v,环境压力p a间的关系为( )a) p+p v+p a=0 b) p+p a-p v=0 c) p-p a-p v=0 d) p a-p v-p=03、摄氏温标1℃的刻度与绝对温标1K的刻度相比a)前者大于后者 b)后者大于前者 c)二者相等 d)不定4、可逆过程实现的条件是。
工程热力学与传热学第7章气体的流动.
第七章 气体的流动(Gas Flow)第一节 气体在喷管和扩压管中的流动主题1:喷管和扩压管的断面变化规律一、稳定流动基本方程气体在喷管和扩压管中的流动过程作可逆绝热过程,气体流动过程所依据的基本方程式有:连续性方程式、能量方程式、及状态方程式。
1、连续性方程连续性方程反映了气体流动时质量守恒的规律。
定值=⋅=vf mg ω写成微分形式ggd v dv f df ωω-=7-1它给出了流速、截面面积和比容之间的关系。
连续性方程从质量守恒原理推得,所以普遍适用于稳定流动过程,即不论流体的性质如何(液体和气体),或过程是否可逆。
2、能量方程能量方程反映了气体流动时能量转换的规律。
由式(3-8),对于喷管和扩压管中的稳定绝热流动过程,212122)(21h h g g -=-ωω 写成微分形式dh d g -=221ω7-23、过程方程过程方程反映了气体流动时的状态变化规律。
对于绝热过程,在每一截面上,气体基本热力学状态参数之间的关系:定值=k pv写成微分式0=+vdv k p dp 7-3二、音速和马赫数音速是决定于介质的性质及介质状态的一个参数,在理想气体中音速可表示为kRT kpv a ==7-4因为音速的大小与气体的状态有关,所以音速是指某一状态的音速,称为当地音速。
流速与声速的比值称为马赫数:M ag=ω 7-5利用马赫数可将气体流动分类为:m 2g v 222图7-1管道稳定流动示意图亚声速流动:1<M a g <ω超声速流动:1>M a g >ω 临界流动: 1=Ma g =ω三、促使气体流速变化的条件 1、力学条件由式(3-5),对于开口系统可逆稳定流动过程,能量方程⎰-∆=21vdp h q 或 vdp dh q -=δ,式中0=q δ所以 vdp dh = 7-6 联合(7-2)和(7-6)vdp d g g -=ωω7-7由式7-7可见,气体在流动中流速变化与压力变化的符号始终相反,表明气流在流动中因膨胀而压力下降时,流速增加;如气流被压缩而压力升高时,则流速必降低。
工程热力学名词解释
热力系统:将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔出来的研究对象,称之为热力系统。
简称系统。
边界:分隔系统与外界的分界面,作用:确定研究对象,将系统与外界分隔。
外界:边界以外与系统相互作用的物体,称为外界或环境。
系统与外界作用通过分界面进行,有三种形式:功交换、热交换、物质交换。
闭口系统:没物质穿过边界的系统。
又称为控制质量系统。
开口系统:有物质穿过边界的系统。
绝热系统:系统与外界无热量交换的系统。
孤立系统:系统与外界不发生任何能量传递和物质交换的系统。
热力状态:系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况。
简称状态。
热力状态反应大量分子热运动的平动特征。
平衡状态:系统在不受外界影响的条件下,系统内外同时建立了热和力平衡,这时系统的状态,称为平衡状态。
状态参数:描述工质状态特征的各种物理量。
基本状态参数:可以直接或间接地用仪表测量出来的参数。
比容:单位质量工质所具有的容积,称为工质的比容。
密度:单位容积的工质所具有的质量,称为工质的密度。
温度:描述热力平衡系统冷热状况的物理量。
温度的数值标尺简称温标。
压力:垂直作用于器壁单位面积上的力。
(也称压强)P=F/A相对压力(表压力)=大气压力+绝对压力:以大气压力作为基准所表示的压力。
绝对压力:以绝对真空作为基准所表示的压力。
状态参数。
道尔顿分压定律:混合气体总压力为P,等于各组成气体分压力Pi之和。
分容积:假象混合气体中组成气体具有混合气体相同温度和压力时,单独占有的容积。
准静态过程:由一系列非常接近平衡态的状态所组成的过程。
(是理想化过程)可逆过程:当系统进行正反两个过程后,系统与外界均能完全回复到初始状态的过程。
反之为不可逆过程。
(理想化过程)可逆过程实现条件(特征):1.过程势差无限小,即准静过程。
2.没有耗散效应。
体积功:由于系统体积发生变化而通过界面向外界传递的机械功。
(体积增大为膨胀功,体积减小为压缩功)热力循环:工质从某一初态出发,经过一系列的中间状态变化,又回复到原来状态的全部过程。
上海海事大学研究生考试工程热力学名词解释题库(最新)
名词解释题(最新)第一章1.①热能动力装置:从燃料燃烧中得到热能,以及利用热能所得到动力的整套设备(包括辅助设备)统称热能动力装置②工质:实现热能和机械能相互转化的媒介物质叫做工质2.高温热源:工质从中吸取热能的物系叫做热源,或称高温热源3.低温热源:接受工质排出热能的物系叫冷源,或称为低温热源4.热力系统:被人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统叫做热力系统5.闭口系统(控制质量):一个热力系统如果只和外界只有能量交换而无物质交换,则该系统称为闭口系统6.开口系统(控制体):如果热力系统和外界不仅有能量交换而且有物质交换,则该系统叫做开口系统7.绝热系统:当热力系统和外界间无热量交换时,该系统就称为绝热系统8.孤立系统:当一个热力系统和外界既无能量交换又无物质交换时,则该系统称为孤立系统9.表压力:工质的绝对压力高于环境压力时,绝对压力与环境压力之差称为表压力10.真空度:工质的绝对压力低于环境压力时,环境压力与绝对压力之差称为真空度11.技术功:开口系统对外界所作的总功称为技术功,亦即技术上可资利用的功12.可逆过程:如果系统完成某一过程后,可以沿着原来的路径回复到初始状态,系统和外界都不遗留任何变化,该过程称可逆过程,否则称不可以过程。
13.不可逆过程:完成某一过程后工质可以沿着相同的路径逆行而回复到原来的状态,并使相互作用所设计到的外界也回复到原来的状态,而不留下任何改变,若不满足上述条件则称为不可逆过程。
14.准平衡过程:过程进行的十分缓慢,工质在原平衡被破环后自动恢复新平衡所需的时间很短,工质有足够的时间来恢复平衡,整个状态变化过程的每个瞬间,工质无限接近平衡状态,整个状态变化也就无限接近所谓理想平衡状态。
这样的过程就称为准平衡过程。
15.平衡状态:一个热力系统在没有外界影响的条件下,系统的状态不随时间而改变16.正向循环:将热能转变为机械能的循环,又称热机循环17.逆向循环:将热量从低温物体传向高温物体的循环,分为制冷循环和热泵循环18热力循环:工质从初态出发,经一系列状态变化,最后回复到初始状态的全部过程19热力过程:系统从初始平衡状态到终了平衡状态所经历的全部状态称为热力过程20绝热过程:在状态变化的任一瞬间系统与外界都没有热量变化的过程21:可逆循环:凡全部由可逆过程组成的循环称为可逆循环第二章1.热力学第一定律:自然界中的一切物质都具有能量,能量不可能被创造,也不可能被消灭,但能量可以从一种形态转变为另一种形态,且在能量的转化过程中能量的总量保持不变。
气体节流膨胀和绝热膨胀的原理
心得报告题目:气体节流膨胀和绝热膨胀的原理在气体分离和液化设备中,气体节流膨胀和绝热膨胀是目前获得低温的主要方法。
一、节流过程的热力学特性工程热力学中认为,当气体在管道中流动,在遇到缩口和节流阀门时,由于局部阻力,使其压力显著下降,体积迅速膨胀,这种现象叫做“节流膨胀”。
气体经节流后,流速加大,气体内能和流动功将发生变化,又由于过程的时间较短,来不及与外界进行热量交换,一般可近似的认为节流过程是一个绝热过程,且不对外做功,气体的温度将发生一定变化。
大家知道焓(enthalpy)是某一状态下气体内能和流动功之和(H=U+PV),可以通过焓的这一定义,推导出气体在节流阀前的内能与流动功之和等于节流阀后的内能与流动功之和,也就是节流前后气体的焓值不变。
因为理想气体的焓值只是温度的函数,根据这一结论将十分清楚的告诉我们,理想气流体节流前后温度是不变的,因此对理想气体的节流研究是没有什么意义的。
由于实际气体的焓值是温度和压力的函数,那么实际气体的节流将与理想气体节流不同,实际气体节流后温度变化会有三种情况,即降温、升温、温度不变。
通常把低温液化气体节流后温度发生变化的这一现象,称之为“焦耳一汤姆逊效应” (Joule-Thomson effect )。
根据焓的定义和节流前后气体焓值不变的这一过程特性,可以得出气体节流前后内能变化等于气体流动功的变化,其关系式如下:u 1-u 2=P 2v 2-P 1v 1式中 u 1:节流前气体内能P 1:节流前气体压力v 1:节流前气体比容u 2:节流后气体内能P 2:节流后气体压力 V 2:节流后气体比容而气体的内能又由气体的内位能和内动能组成,因此气体节流功这三者的变化关系,其关系式如下:式中 T 1:节流前气体的温度u 1:节流前气体的位能T 2:节流后气体的温度u 2:节流后气体的位能C v :气体等容比热A :热功当量因为气体节流后,压力总是降低的,即比容增大,因此气体的内位能也将增大,也就是s s u u 12-为正值。
工程热力学绝热节流
绝热节流前后参数的变化
(1) 对理想气体 1 p1h1c1
p2 h2c2
2
温度不变
焓不变
压力下降
p h c
比容增加
熵增加 注:理想气体的焓 变,温度不一定不变 绝热节流温度效应 热效应 零效应 冷效应
温度升高
温度不变
温度降低
温度效应只与气体的性质有关,与其状态无关
<0 >0 =0
产生热效应 产生冷效应 产生零效应
v T v 0 T p
v v T p T
T2 T1
转回温度(inversion temperature) —节流后温度不变的状态的温度
把气体的状态方程代入μJ表达 式即可求得不同压力下的转回 温度曲线,转回曲线(inversion curve)。 例如 理想气体转回温度为一直线; 实际气体,如用范氏方程
(3)焦耳-汤姆逊系数 (Joule-Thomson coefficient)
v 据 dh c p dT T v dp T p v T v T T p 令 dh 0 J cp p h
2a b a p 2 v b RgT 代入μJ可得 Ti Rgb 1 v v RgTi b RgTib a p 2 1 1 3 或 b 2a 2a
若令p=0,得
Ti ,max
焦耳-汤姆逊系数(也称节流微分效应)
节流 dp 0 v dT 取决于T v T p
焓的热力学 微分方程式 绝热节流过程 中焓变为零
v T( )p v T j ( ) h T p cp
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2a Rgb
Ti ,min
2a 9Rgb
节流的积分效应
节流时状态在致冷区则T下降, 节流时状态在致温区则T上升或下降取决于Δp的大小 当气体温度T>Ti,max或T<Ti,min,节流后T上升 如: H2 Ti ,max 80 C He T 236 C 常温节流后T上升,T2>T1
§ 7-6
绝热节流
一、绝热节流(adiabatic throttling)
定义:气体在管道中流过突然缩小的截面, 而 又未及与外界进行热量交换的过程
特点:绝热节流过程前后的焓相等,但整 个过程绝不是等焓过程。 在缩孔附近,流速 ,焓 不可逆性:
流体在通过缩孔时动能增加,压力下降并 产生强烈扰动和摩擦。扰动和摩擦的不可逆 性,导致整个过程的不可逆性。
2a b a p 2 v b RgT 代入μJ可得 Ti Rgb 1 v v RgTi b RgTib a p 2 1 1 3 或 b 2a 2a
若令p=0,得
Ti ,max
(3)焦耳-汤姆逊系数 (Joule-Thomson coefficient)
v 据 dh c p dT T v dp T p v T v T T p 令 dh 0 J cp p h
i ,max
Ti ,max 630K
N2
Ti ,min 100K p0 40MPa
常温常压下节流T下降
水蒸气节流过程
1)节流后温度稍有下降
2) h1 h1 ' 但少作功
h1 h2 h1 'h2 ' h2 'h2
作功能力损失
四、节流现象的工程应用
I T0 sg T0 s1 ' s1
I ? h2 'h2
气体液化 发动机功率调节 孔板流量计,干度计···· ·· 利用μJ,结合实验,建立实际气体微分方程 热网中蒸汽降压
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
焦耳-汤姆逊系数(也称节流微分效应)
节流 dp 0 v dT 取决于T v T p
焓的热力学 微分方程式 绝热节流过程 中焓变为零
v T( )p v T j ( ) h T p cp
v T( )p v T
如理想气体 dp dv dT p v T
<0 >0 =0
产生热效应 产生冷效应 产生零效应
v T v 0 T p
v v T p T
T2 T1
转回温度(inversion temperature) —节流后温度不变的状态的温度
把气体的状态方程代入μJ表达 式即可求得不同压力下的转回 温度曲线,转回曲线(inversion curve)。 例如 理想气体转回温度为一直线; 实际气体,如用范氏方程
绝热节流前后参数的变化
(1) 对理想气体 1 p1h1c1
p2 h2c2
2
温度不变
焓不变
压力下降
p h c
比容增加
熵增加 注:理想气体的焓 是温度的单值函数
(2) 对实际气体
节流前后焓不变,温度不一定不变 绝热节流温度效应 热效应 零效应 冷效应
温度升高
温度不变
温度降低
温度效应只与气体的性质有关,与其状态无关