不平衡热力过程
供热运行调节及热网平衡浅谈
供热运行调节及热网平衡浅谈摘要：供热系统的运行调节工作非常重要，而且是一项理论性很强的系统工程，必须认真对待，才能使供热系统在确保供热质量的前题下安全、稳定、经济地运行。
通过对集中供热企业锅炉运行，实现节约能源与用户热需求相平衡的可能性。
消除供热中存在的水平热力失调和纵向热力失调现象，实现按需供热，经济供热，合理供热，以最小的热量消耗换取热用户满意的最好的社会效益，保护生态环境做出贡献。
关键词：集中供热；锅炉燃烧；热网平衡随着城市集中供热规模的不断扩大，供热系统运行调节复杂度及困难度也随之加大。
集中供热是我国目前冬季采暖供热的主要方式，但受到不同区域采暖结构、采暖方式和采暖管网的影响，区域间甚至是同一区域内热力失调现象普遍存在，给供热单位的稳定运行造成严重影响。
如何用最小的耗煤量和最小耗电量使锅炉稳定运行且随时恰好满足不断变化的输出功率要求，消除供热中出现的失调现象，是我们供热运行调节急需解决的问题。
一、供热系统运行调节工作的重要性供热系统的运行调节工作，是确保供热系统供热质量和安全、稳定、经济运行的关健环节。
它必须在供热理论的全面指导下进行，是涉及到供热系统各个组成部份协调工作的系统工程。
各供热企业必须充分认识它的重要性，一定要把它放在各项工作的首位。
大量事实证明：一些中、小型的供热企业往往不重视这项工作，甚至不知道供热是一项科学性、技术性、社会性很强的系统工程。
往往在供热系统的建设、运行和管理上都不按科学办事，造成了大量建设资金的浪费和能源的浪费。
不但运行费用高、供热质量差，而且给社会的安定带来影响。
因此，对于运行调节工作必须给予充分的重视。
二、集中供热锅炉运行控制锅炉的燃烧过程是一个非线性、时变、大滞后、多变量耦合的复杂过程，受煤质、给煤量、鼓风量等诸多因素影响。
燃烧的最优风煤比是动态的，风煤比必须随负荷、煤质等因素的变化而变化，才可使燃烧效果始终保持在最佳状态。
传统控制方法及存在的问题如下：1、固定风煤比控制：这种方法在链条炉上应用最多，它属于开环控制。
工程热力学热力学基础知识
热 源
Q1
热 机
Q2
W0
冷 源
5
二、热力系
1.热力系定义：
热力系：人为划分的热力学研究对象。
（简称系统）
外界：系统外与之相关的一切其他物质。
边界：系统与外界的分界面。
6
2.热力系分类：
根据系统与外界之间的质量和能量交换情况分
按系统与外界的物质交换情况分：
1）闭口系：与外界无质量交换（控制质量） 2）开口系：与外界有质量交换（控制容积）
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2.热量的符号与单位 热量：用Q表示，国际单位制中，热量 的单位是焦（耳），用J表示。工程上常 用千焦（kJ）表示， 1kJ=1000J 比热量：1kg气体与外界交换的热量，用 q表示，单位为J/kg。（q=Q/m）
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3. 热量的计算 既然可逆过程中体积的变化是作功的标志， 那么在可逆传热过程中也应该存在某一状态 参数可用来作为热量传递的标志。我们就定 义这个新的状态参数为“熵”,以符号S表示， 而且这个参数具有下列性质： 熵的定义式：微元可逆过程中，dS=Q/T，单 位：kJ/k或J/k 比熵：s=S/m, 则ds=q/T，单位：kJ/（kg.k） 或J/（kg.k）
对于简单可压缩系统（指由气态工质组成，与外界 只有热和功交换的热力系），只需两个独立的状态 参数，便可确定它的平衡状态（由状态定理）。 例如：在工质的基本状态参数 p、v、T中，只要其 中任意两个确定，另一个也随之确定，如p=f(v,T)， 表示成隐函数形式为：f(p,v,T)=0。
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3、参数坐标图
火电厂为什么采用水蒸气作为工质？
3
3.高温热源：不断向工质提供热能的物体（热
源）。如电厂锅炉中的高温烟气。
热学系统中的热力平衡和热力不平衡研究
热学系统中的热力平衡和热力不平衡研究热力学是研究能量转化和传递的科学分支，而热学系统则是指由物质组成的能量交换系统。
在这个系统中，热力平衡和热力不平衡是两个关键概念。
热力平衡是指系统中各部分的温度达到一致的状态，而热力不平衡则是指系统中存在温度差异和能量交换。
在自然界中，热力平衡是普遍存在的，它是系统和环境间的能量转移达到平衡的结果。
热力平衡条件下，系统中的温度、压力和物质的热力性质等相互关联的量是稳定的，并且不会发生变化。
这种状态下系统内部能量的分布是均匀的，不存在能量的流动。
举个例子，当我们将一杯热水放在室温下放置一段时间后，热水和室温会逐渐达到平衡，即温度趋于相等。
这就是典型的热力平衡过程。
然而，在许多情况下，系统的热力状态处于不平衡状态。
这种热力不平衡通常是由于温度差异造成的。
在这种情况下，系统内部的能量分布不均匀，并且存在能量的流动。
例如，在夏天的炎热天气中，我们走进一个空调房间，会感受到明显的温度差异。
这是因为空调系统不断从室外吸收热量，然后释放到室内，使室内的温度降低。
这个过程是一个热力不平衡的过程，能量不断从高温环境向低温环境传递。
研究热力平衡和热力不平衡在科学和工程领域有着重要的应用。
在能源领域中，了解和控制热力平衡和热力不平衡过程对于提高能源转换效率至关重要。
例如，太阳能电池板的工作原理就是通过光的能量转换为电能，这是一个热力不平衡的过程。
研究如何有效地捕获和利用光热能量是提高太阳能转换效率的关键。
此外，研究热力平衡和热力不平衡还可以帮助我们理解和预测自然界中的现象。
例如，在地球的气候系统中，温室气体的增加导致地球温度升高，这就是一个热力不平衡的过程。
通过研究地球系统中的能量转移和平衡，我们可以更好地理解气候变化和全球变暖的原因及其影响，并寻找相应的解决方案。
在研究热力平衡和热力不平衡时，我们需要借助相关的物理定律和数学模型进行分析和计算。
熵是一个重要的概念，在热力学中用来描述系统的无序度和混乱程度。
非平衡热力学
非平衡热力学
非平衡热力学是一门涉及物理和化学系统处于发展状态的研究领域，它旨在研究系统不仅受到内在能量耦合作用的影响，而且还受到外在热力学作用，比如动力学作用、化学作用、重力作用等，对系统行为的影响，以及随着系统发展形成的实际状态，从而研究系统的宏观物理性质和化学属性。
非平衡热力学的经典理论是由瑞士物理学家贝尔曼提出的，他认为真正的物理性质和化学属性是系统从一种平衡状态过渡到另一种非平衡状态的中间状态而形成的。
在贝尔曼的非平衡热力学理论还没有形成之前，人们认为一个物理或者化学系统只有当内部能量耦合恒定，外部温度及压强也保持稳定的情况，系统才能放缓下来，形成稳定的平衡状态。
贝尔曼的非平衡热力学理论完全改变了这种观点，他指出，实际上系统可以从某种平衡状态发展成另一种非平衡状态，而这种状态的改变可以由内耗、热和动能维持，即使外部温度及压强波动时，系统也可以在一定范围内维持非平衡状态。
非平衡热力学依据这种理论关于系统状态的变化，提出了“不平衡热力学因子”（NEE），即系统从平衡状态发展而来的危险因子，被认为是探索系统非稳定状态及其未来发展趋势的重要概念。
现代非平衡热力学的研究已经被应用于许多领域，比如物理反应动力学和化学反应动力学，它可以用来描述非平衡热的系统的过程，以及系统可能产生的不同状态。
除了传统的物理和化学系统，非平衡热力学也应用于生物学、气候学、计算机科学等学科，以更深入地研究系统的动态行为，探讨可能会影响到系统未来发展的外在因素。
“工程热力学及传热学”教学中关于准静态过程和可逆过程的几点思考-最新作文
“工程热力学及传热学”教学中关于准静态过程和可逆过程的几点思考-最新作文“工程热力学及传热学”教学中关于准静态过程和可逆过程的几点思考Reflections on T eaching Reform about the Course of EngineeringThermodynamics and Heat TransferWU Hequan， LIU Zhihong（College of Automotive and Mechanical Engineering，Changsha University of Science and Technology， Changsha，Hu'nan 410114）Abstract This paper analyzes the relationship and difference between the quasi-static process and reversible process in the course of engineering thermodynamics and heat transfer. It has enhanced the understanding of these concepts，in order to deal with the issues related to thermodynamics better.0 引言“工程热力学与传热学”是汽车服务工程、热能与动力工程等专业的必修课程。
它是研究热能与机械能相互转换及热量传递规律的一门学科。
作为工科类的一门专业基础课，对机械工程专业也有重大意义。
准静态过程和可逆过程是工程热力学中的基本概念，弄清这两个概念在本学科的学习中显得尤为重要。
1 准静态过程1.1 平衡状态在不受外界影响的条件下（重力场除外），如果系统的状态参数不随时间变化，则该系统处于平衡状态。
平衡的本质即无不平衡势，包含以下几个方面：（1）无温差，即无热不平衡势;（2）无压差，即无力不平衡势;（3）无相变，即无相不平衡势;（4）无化学反应，即无化学不平衡势。
热力学基础中的热力学平衡态与非平衡态
热力学基础中的热力学平衡态与非平衡态热力学是研究在不同条件下物质和能量转化相关规律的科学，它将物质的热力学状态分为平衡态和非平衡态。
热力学平衡态和非平衡态之间存在着明显的区别与特点。
本文将就热力学基础中热力学平衡态和非平衡态进行深入探讨。
一、热力学平衡态热力学平衡态是指系统处于平衡状态下，其宏观性质不随时间演化而发生变化。
一个处于平衡态的系统，其各种宏观物理量的梯度（如温度、压强、化学势等）均消失且处于均匀状态，没有内部的宏观可观测变化。
同时，热力学平衡态满足热力学第零定律，即两个物体处于热平衡状态，它们的温度是相等的。
热力学平衡态的特点是在一个封闭系统的内部，各种宏观性质的守恒量与各个子系统之间达到了平衡状态，此时系统的总熵达到了极大值或极小值。
热力学平衡态的一个重要特点是微观粒子之间的相互作用达到动态平衡，这是由于宏观的平均效果和微观过程一致。
熵增加原理是描述热力学平衡态中物质发展方向的重要原则，即孤立系统的熵在平衡态中始终趋于增大。
热力学平衡态的形成是在系统与外界具有持续交换能量和物质的情况下发生的。
平衡态的建立需要一定的时间，具体时间取决于系统的特点和外界条件。
随着时间的推移，系统内各种宏观性质逐渐趋于平衡，最终形成稳定的热力学平衡态。
二、热力学非平衡态与热力学平衡态相对应，热力学非平衡态是指系统处于不平衡状态下。
在非平衡态下，系统内部存在宏观可观测的变化，各种宏观性质的梯度没有消失或还在持续产生。
非平衡态下的系统通常处于动态演化的状态中，其各种宏观性质可能随时间、空间和位置的改变而发生变化。
非平衡态是热力学过程的基础，包括热传导、传质、化学反应、相变等各种非平衡过程。
在非平衡态下，系统与外界的交换不断进行，导致系统的宏观物理量不断变化。
非平衡态的存在使得系统内存在着非平衡态下的动态平衡，如化学反应的动态平衡。
非平衡态与动态平衡是热力学中研究非平衡态的基础。
三、平衡态与非平衡态的转换热力学平衡态和非平衡态之间是可以相互转换的。
热力学知识：热力学中半平衡态和半不平衡态
热力学知识：热力学中半平衡态和半不平衡态热力学是研究物质能量和热的关系、热过程、能量转移等方面的科学。
其中，研究热力学系统处于平衡态或不平衡态的态称为热平衡和热不平衡。
热平衡是指系统各个部分间存在相同的温度、压力和化学势等，并且不会出现任何形式的宏观变化。
而热不平衡则是指系统各个部分的温度、压力和化学势等不同，系统出现了宏观变化或流动。
在热力学研究中，半平衡态和半不平衡态是两种非常重要的态。
半平衡态半平衡态是指系统处于一种特殊的中间态，即靠近热平衡态，但不完全达到热平衡态的状态。
在半平衡态中，系统处于一种微小的无穷小变化状态，此时可以忽略掉这种微小的变化，那么系统的温度、压力和化学势等就仍可以被视为相等的。
在半平衡态中，系统中的微观状态是描绘系统状态的函数，能够对系统中宏观特性的变化产生影响。
半平衡态是在对热平衡态分析的基础上发展而来的。
在热平衡态中，各个部分之间的温度、压力和化学势等量是相等的，因此热平衡态可以看做是一种热力学的理想状态。
而在实际的物理过程中，要实现一个热平衡态是非常复杂的，所以半平衡态就成了热力学分析的另一种态。
半平衡态的一个重要应用是在统计力学中，可以用来计算热平衡态下体系中的微观状态密度。
因为在半平衡态下，系统具有一些小的扰动，这些小扰动对系统的整体性质几乎没有影响，从而可以视为热平衡态下的微观状态密度。
半不平衡态半不平衡态是指系统处于不完全达到热平衡态但又不完全处于热不平衡态的状态。
在这种状态下，系统的一些特征仍然保持着平衡态的性质，但是又由于外界的一些因素而产生了微小的变化。
这种变化虽然不会产生明显的宏观变化，但仍然有助于系统逐渐达到热平衡态。
半不平衡态的实际情况最多，大部分物理和化学过程都处于这种状态之下。
相比于热平衡态，半不平衡态的能量转移更为复杂，需要考虑的因素也更多。
从微观角度来看，半不平衡态表示系统中分子的分布和速度等不同于平衡态的情况，并会动态演化改变。
这些变化通常是由于与环境的相互作用引起的。
第二章 热力学第一定律
热力学能是状态函数，用符号U表示，具有广延性质。
U=U2-U1
U=U(T, V)
U U dU ( )V dT ( )T dV T V
6. 第一定律的文字表述
热力学第一定律是能量守恒与转化定律在热现
象领域内所具有的特殊形式，说明热力学能、 热和功之间可以相互转化，但总的能量不变。
系统(System)
作为研究对象的那部分物质或空
间。在科学研究时必须先确定研 究对象，把一部分物质与其余分 开，这种分离可以是实际的，也 可以是想象的。这种被划定的研 究对象称为系统。
环境(surroundings) 与体系密切相关、有相互作用或 影响所能及的部分称为环境。
系统与环境之间的相互影响包括两个方面：
也可以表述为：第一类永动机是不可能制成的。
第一定律是人类经验的总结。
第一类永动机 (first kind of perpetual motion mechine)
一种既不靠外界提供能量，本身也不减少能量，却可以不
断对外作功的机器称为第一类永动机，它显然与能量守恒 定律矛盾。
历史上曾一度热衷于制造这种机器，均以失败告终，也就
§2.3 恒容热、恒压热与焓(enthalpy)
工业生产中或科学研究的化学反应，一般是在恒容或恒
压条件下进行的，下面我们将要讨论的是恒容热和恒压 热。 热效应—只做体积功时系统吸收或放出的热
上述方法是解决热力学问题的最基本方法。
热力学第一定律应用于特殊过程
隔离系统： 恒容过程：
Q0 W 0 U 0
V 0 W 0 故：U Q W Q
循环过程： U 0 绝热过程： Q 0
Q W
热力学知识：热力学中的热平衡和热不平衡
热力学知识：热力学中的热平衡和热不平衡热力学是研究热和能量转移的学科，许多研究的现象都与热平衡和热不平衡有关。
在本文中，我们将探讨热力学中的热平衡和热不平衡的定义、特征及其应用。
一、热平衡的定义和特征热平衡是指在相同温度下两个物体之间没有热能量的转移。
热平衡是一种动态平衡状态，即物体之间的热传导速率相等，热量的进出仅与传导介质的热导率和物体表面积有关。
在热平衡状态下，物体的热力学性质如温度、热容量、熵等都相同。
热平衡的特征是温度的均匀分布以及热量的静止状态。
在热平衡状态下，物体的温度时时刻刻保持不变，热量发生的趋势会向同温度的物体传导，直到两个物体达到热平衡状态，此时热量传导达到动态平衡。
二、热不平衡的定义和特征热不平衡是指两个物体之间的温度差会引起热量的传导。
在热不平衡状态下，热量总是由温度高的物体向温度低的物体流动，直到两个物体达到热平衡状态。
热不平衡是一种非动态平衡状态，其特征是物体的温度不稳定，不能保持不变。
热不平衡的热流速率取决于热量的源头以及传导介质的热导率和物体的表面积。
三、热平衡和热不平衡的应用热平衡和热不平衡在许多领域都有应用。
以下是一些应用案例：1.热平衡适用于热力学实验室中的实验设备，可以确保温度稳定，从而减少精度误差。
2.热平衡也适用于工业冷却模具，可以保证物体表面均匀温度，避免由于局部温度过高而导致的变形和裂纹。
3.热不平衡适用于热电池，可以通过温度差来产生电势差，从而转化为电能。
4.在火车汽车制动的情况下，由于制动产生的摩擦会产生大量的热能，需要进行热不平衡处理，以防止制动器对轮胎的损坏。
总之，热平衡和热不平衡是热力学中的两个重要概念。
热平衡和热不平衡的理解在物理实验、工业制造以及环境保护等领域都有着广泛的应用。
我们需要深入理解这些概念，才能更好地研究和解决实际的热量转移问题。
不平衡热力过程中熵产与熵产率
q
s
t
dSg
1 1 d (1 / T ) d (1 / T ) A( J s , x dx J s , x ) AJq [( ) x dx ( ) x ] AJq dx J q dV dt T T dx dx
一维导热引起的熵产率
单位体积的熵产率或熵源强度为
Ⅰ、Ⅱ间距 势或强度参数梯度队 温度的熵，称为“熵 产力”
dSg
不可逆过程热力学基础
熵产率、熵源强度
主讲：杨波
熵产率
在经典热力学中，我们知道孤立系统的熵增原理： dS≥0 或者 △S≥0 不等号表示不可逆，等号表示可 逆。 孤立系统内部发生不可逆过程时熵将增加，而没有涉 及增加的量是多少。 我们知道，熵增量是不可逆程度的衡量标志，因此， 在不平衡热力学中计算某一过程由于不可逆引起的熵 产率是十分重要的。 所谓熵产率，指的是单位时间内系统熵的产生量。
e e
I
dE dx J e AdE dx
微元段内产生的熵等于散入环境中的熵，故在 微元容积Adx内的熵源强度为
dSg dtAdx TAdx
J e dE T dx
驱动力
局域平衡假设
局域：系统内宏观小（点）微观大（足够多分子）的 区域 局域平衡：在近平衡区有：系统---非平衡，任意局域--近似为平衡 特征：系统各种热力学量作为空间坐标的函数依然有 意义 局域平衡假设：在局域平衡条件下，开放系统的热力 学基本微分方程：TdS=dU+pdV-∑μdn。对任一局域 依然成立。 线性不可逆过程热力学的基本问题：求解方程得到局 域熵产生率并研究其性质
供暖管道热力不平衡的处理措施分析
供暖管道热力不平衡的处理措施分析供暖管道热力不平衡是指供暖管道中各段之间的热力差异过大，造成供暖系统运行效率低下，影响室内温度的均衡性。
热力不平衡的处理措施主要包括以下几个方面：一、调整阀门设置供暖系统中的各阀门负责着对各支线的控制，如果阀门设置不当，就很难实现各段的热力平衡。
因此，在处理热力不平衡时，需要根据实际情况合理调整各阀门的开关状态，使得各支线的热量分配更加均衡。
具体来说，可以根据室内温度和供暖管道温度等因素，逐个调整各个支线的阀门开度，以使得室内温度达到设计要求。
二、加装补偿阀补偿阀是指通过阀门控制，将相邻房间之间的热量均衡分配，从而达到整个供暖系统的热力平衡。
加装补偿阀能够增加管道的调节能力，缩小各管道之间的热力差异，提高整个供暖系统的运行效率。
同时，补偿阀的安装还可以有效地解决水头损失过大、系统压力失衡等问题，提高供暖系统的稳定性和安全性。
三、解决管道难题供暖系统中，管道自身存在的问题也会导致热力不平衡的出现。
如管道水垢严重、管道长时间没有进行清洗维护等问题，在管道内流经不同支线时，会造成管道阻力过大、热量分配不均等情况。
因此，在处理热力不平衡时，需要先解决管道内部的问题，清洗管道、加装过滤装置、更换老化管道等措施都可以有效地缓解热力不平衡问题，提高供暖系统的运行效率。
四、综合考虑热源和燃料的选择热力不平衡的发生也与供暖系统的热源和燃料的选择有关。
如燃煤锅炉的燃烧效率较低、热能损失较大，会造成供暖系统热力不平衡；而选择优质的热水锅炉、地源热泵等高效节能的供暖方式，能够有效地提高系统的热力平衡，减少供暖管道中出现的热力不平衡问题。
总之，供暖管道热力不平衡的处理措施是一个复杂的过程，需要综合考虑管道、阀门、热源等多个因素。
只有通过科学合理的处理方式，才能真正提高供暖系统的效率，保证室内温度的舒适度。
热力学中的热力学平衡和热力学不平衡
热力学中的热力学平衡和热力学不平衡热力学是研究物体热现象和能量转换的一门科学。
在热力学中，热力学平衡和热力学不平衡是两个基本概念。
本文将着重介绍热力学平衡和热力学不平衡的概念、条件以及相关的后果。
1. 热力学平衡热力学平衡是指系统中各状态参数保持不变的状态，也就是系统达到了一个稳定的状态。
在热力学平衡条件下，系统中的各种宏观性质不随时间变化而保持不变。
1.1 热力学平衡的条件热力学平衡需要满足以下两个条件：1.1.1 热力学平衡态的能量平衡条件能量平衡是指系统内能、外能以及系统与外界之间的能量交换达到平衡状态。
在热力学平衡态下，能量的输入和输出之间存在着一种平衡，使得系统的总能量保持不变。
1.1.2 热力学平衡态的熵平衡条件熵是热力学中用来描述系统混乱程度的物理量。
在热力学平衡态下，系统的熵保持不变，即系统的混乱程度不随时间发生变化。
1.2 热力学平衡的后果1.2.1 零th性在热力学平衡态下，系统的各种宏观性质可以由少量基本物理原理推导而得。
其中之一就是零th性，即系统的温度在整个系统中处处相等。
1.2.2 热力学第零定律热力学第零定律是基于热力学平衡的基本规则。
它指出若各系统分别与第三个系统处于热力学平衡状态，则这两个系统之间也处于热力学平衡。
2. 热力学不平衡与热力学平衡相对应的是热力学不平衡。
热力学不平衡指的是系统中各种宏观性质随时间发生变化的状态。
2.1 热力学不平衡的条件热力学不平衡可以由以下几种条件引起：2.1.1 温度梯度温度梯度是指系统中存在着不同位置的温度差异。
当系统中存在温度梯度时，热量会由高温区域传递到低温区域，从而导致系统的热力学不平衡。
2.1.2 由于外界输入能量如果系统中外界输入了能量，那么系统会发生变化，从而导致热力学不平衡。
2.1.3 出现微观不可逆过程微观不可逆过程是指系统中存在的一些不可逆性质，例如粘滞力、阻力等。
当系统中发生了微观不可逆过程时，系统就会进入热力学不平衡状态。
供暖管道热力不平衡的处理措施分析
供暖管道热力不平衡的处理措施分析供暖管道热力不平衡是指在供暖系统运行过程中，不同房间或区域的温度存在较大差异，这种情况在很多供暖系统中都会出现。
热力不平衡不仅影响居民的生活舒适度，还会增加能耗和运行成本。
对供暖管道热力不平衡进行有效处理至关重要。
本文将对供暖管道热力不平衡的处理措施进行分析，并提出相应的解决方案。
一、热力不平衡的原因1.供暖系统设计问题：在供暖系统设计阶段，如果考虑不周全或者设计不合理，就容易导致热力不平衡。
比如管道布局不当、管径选择不合理、阀门设置不当等。
2.管道堵塞：管道内部积存大量沉淀物或杂质，会导致管道流通的不畅，影响供暖效果。
3.阀门调节不当：供暖系统中的阀门起到了调节供暖水的作用，如果阀门调节不当，就会导致热力分配不均匀。
4.局部故障：供暖系统中的设备出现故障，也会导致热力不平衡的问题。
二、热力不平衡的处理措施分析2.管道清洗维护：定期对供暖管道进行清洗和维护，清除管道内积存的沉渣和杂质，确保供暖水流通畅通无阻。
3.阀门调节优化：对供暖系统中的阀门进行调节，使得不同房间或区域的供暖水流量能够得到合理分配，从而达到热力平衡的效果。
4.设备维护检修：对供暖系统中的设备进行定期的维护检修，及时发现并解决设备故障问题，确保供暖系统的正常运行。
5.采用智能供暖控制系统：利用智能供暖控制系统，可以对不同房间或区域的供暖进行精准控制，实现热力平衡。
该系统可以根据不同区域的温度需求和使用情况，实时调整供暖水流量，保持整个系统的热力平衡。
6.增加辅助设备：在存在热力不平衡的区域，可以增加辅助设备，如风机盘管、电热膜等进行局部补充供暖，以解决热力不平衡问题。
7.改善建筑结构：如果供暖管道热力不平衡问题较为严重，可以考虑通过改善建筑结构，如增加保温层、更换窗户等方式来降低能量损失，从而减轻热力不平衡的影响。
三、案例分析某小区供暖系统在运行过程中出现了热力不平衡的问题，经过分析和处理，取得了一定的效果。
供暖管道热力不平衡的处理措施分析
供暖管道热力不平衡的处理措施分析随着气候变化，供暖管道在冬季供暖期间的运行压力越来越大，这也导致了一定的热力不平衡问题。
供暖管道热力不平衡不仅会降低供暖效率，还会降低供暖质量。
因此，采取一定措施来处理供暖管道热力不平衡问题，是十分必要的。
一、调节供暖流量在管网较长的情况下，如果按照传统的计算方法进行水流量的设计，通常会造成管网的热负荷不平衡。
因此，建议在规划设计阶段，应根据管道的长度和支路的数量进行合理的计算，以调节流量达到热力平衡目的。
这样会使管道运行起来更加稳定，并且能够有效地解决热力不平衡的问题。
二、增加采暖设备在管道热力不平衡的问题比较严重的情况下，建议增加采暖设备。
采暖设备可以是供暖锅炉、太阳能热水器等，通过增加采暖设备的数量，可以改善管道的供暖条件，提高供暖效率。
三、优化管道布局管道布局也是解决热力不平衡问题的一个重要环节。
对于新建管道，建议采用合理的管道布局设计，以减少热量损失和流阻，从而缩小管道的热力不平衡范围。
对于既有管道，可以通过优化管道的布局来达到减少流阻和热损失的目的，这也是解决管道热力不平衡问题的有效方法之一。
四、增加管道支路在管网的设计中，应合理设定管道的支路和间隔距离，以解决管道热力不平衡问题。
建议采用封闭式供暖设计方案，在供暖系统中增加合适数量的支路和阀门，以更好地进行调节和平衡。
五、增加阀门阀门的作用是用来控制水流量和温度，阀门的不当使用也会导致管网的热力不平衡问题。
因此，在供暖管道建设过程中，应在合适的位置进行增加阀门的操作，以调节水流量和温度，达到管网的热力平衡。
以上就是对供暖管道热力不平衡问题处理措施的分析，热力不平衡在管道供暖行业中是一个常见问题，只有采取合理的措施，才能实现管网的热力平衡，最终达到节能减排、提高供暖效率的目的。
热力学系统的稳定性了解热力学系统中的热平衡与热不平衡
热力学系统的稳定性了解热力学系统中的热平衡与热不平衡热力学系统的稳定性：了解热力学系统中的热平衡与热不平衡热力学是研究能量转移和宏观系统状态变化的物理学分支，在热力学系统中，稳定性是一个重要的概念。
稳定性描述了系统在受到扰动后能否返回到原来的状态，并确定系统是否处于热平衡状态。
本文将介绍热平衡和热不平衡的概念，以及热力学系统的稳定性与稳定性判据。
一、热平衡与热不平衡1. 热平衡热平衡是指在没有能量交换的情况下，系统中各部分之间不存在温度差异。
换句话说，热平衡意味着系统内各个部分具有相同的温度。
当系统达到热平衡时，不再发生任何的宏观变化。
2. 热不平衡热不平衡是指系统中存在温度差异，使得能量在系统的不同部分之间传递。
在热不平衡状态下，系统会发生宏观的变化，例如温度梯度的形成、热量传导等。
二、热力学系统的稳定性热力学系统的稳定性描述了系统在受到微小扰动后是否能恢复到原来的状态。
稳定性是判断系统是否能够达到热平衡的重要条件。
下面将介绍两种经典的稳定性判据。
1. 热力学平衡态的稳定性判据热力学平衡态的稳定性判据是通过判断系统的焓、熵和自由能的变化来确定。
对于一个孤立系统，焓H和熵S的变化量可以用下式表示：△H = △U + P△V△S = △S系统 + △S周围其中，△U表示内能的变化量，P表示系统的压力，△V表示体积的变化量，△S系统和△S周围分别表示系统和周围环境的熵变。
根据稳定性判据，当焓和熵的变化满足以下条件时，系统处于热力学平衡态且稳定：若焓的变化量△H小于零，熵的变化量△S大于零，则系统是稳定的。
若焓的变化量△H大于零，熵的变化量△S小于零，则系统是不稳定的。
2. 热力学系统的平衡态与稳定性根据热力学第一定律，内能U是系统的一个状态函数，而熵S是一个过程函数。
在稳定的热力学平衡态中，体系的内能和熵都达到了一个极小值或极大值。
具体地说，对于准静态过程而言，在演化方向上，内能和熵都呈现一个最小值或最大值，这种平衡态被称为稳定平衡态。
不平衡热力过程
3.昂色格倒易定律
J1 L1， 1 X 1 L1, 2 X 2
J 2 L2， 1 X 1 L2 , 2 X 2
L12 X 1 X L22 2
L 2 与L2， 式中，L1， 1 为互唯象系数。 1为 L2， 2 自唯象系数，1，
J 1 L11 方程组也可写成矩阵形和 L2， 2可以根据共轭力与流的特定关系式求出，而且
耦合流存在时的自唯象系数与单独势单独流存在时的唯象系数 Lq ,q 是与 值是不同的 ，例如有热电耦合时热流的自唯象系数 导热系数 值不同。
例如，考察伴随有热传导的物质扩散现象，两种过程都能 引起能量的传输。扩散过程是通过质量传递而实现能量传递； 热传导是通过分子振动传输能量。 每一种过程都孤立起来考虑，则导热方程中没有扩散引起 的项： J L X
热传导对扩散有影响描述质量扩散的方程内应包含引起热传导的力于是质量传递扩散对能量传递影响的互唯象系数热传递扩散对质量传输影响的互唯象系数根据第二定律任何产生耗散效应的过程都将导致熵产生所以利用熵产生概念统一各种不可逆传输过程中流和力的选择建立相互干扰现象之间的内在联系是可能的
不可逆过程的热力基础
郭建峰 王玉明 刘志强 杨波 贾宽
线性唯象方程 唯象系数的获得与昂色格倒易定律
1、概念 熵源强度为过程中所有产生不可逆性的各对 共轭流与力的乘积之和；
各种传输过程中的流是由某种力所推动的， 即由某种强度参数的梯度所推动；
这种流与力之间存在的关系。
热传导—系统中温度梯度引起的热传递
傅里叶定律，即
T J Q t x
22.5 唯象系数的获得与昂色格倒易定律
1.自唯象系数 自唯象系数较易获得，一般可以通过实验的方法来测定， 例如在导热过程中的导热系数、导电过程中的电导率k等。
【平衡】工程热力学概念
【关键字】平衡绪论工程热力学与传热学分两部分，热力学与传热学，这两部分都是与热有关的学科。
我们先讲热力学，第二部分再讲传热学。
热力学中热指的是热能，力在我们工程热力学中主要指的是用它来做功，也就是机械能，简单地理解工程热力学主要研究的是热能和机械能之间的相互转化。
也就是说由热产生力，进而对物体做功的过程，所以热力学主要研究的是热能和机械能之间的相互转化。
举个例子：比如汽车的发动机（内燃机），它是利用燃料（汽油）在汽缸中燃烧，燃烧后得到高温高压的烟气，烟气此时温度高，压力高，具有热能，那么高压的燃气会推动气缸的活塞做水平往复运动，活塞又通过曲柄连杆机构把水平往复运动转化成圆周运动，进而带动汽车运动，这就是一个热力学的例子。
工程热力学的研究重点是热能与机械能之间的转化规律，那么下面我们来详细的看一下工程热力学的研究内容：①研究热力学中的一些基本概念和基本定律。
基本概念像热力学系统、热力学状态、平衡过程、可逆过程等。
基本定律有热力学第一定律和热力学第二定律，第一定律和第二定律是工程热力学的理论基础，其中热力学第一定律主要研究热能与机械能之间转化时的数量关系，热力学第二定律主要研究热能和机械能转换时的方向、条件、限度问题。
②研究工质的性质。
我们热能和机械能之间的转化需要依靠一定的工作物质才能实现，因此，我们要研究热能和机械能之间的相互转化，我们首先要研实现这一工作的工质的性质。
③研究工质参与下，遵循热力学第一定律和第二定律在热力设备中进行的实际热力过程。
第一章基本概念在我们研究工程热力学的过程中会用到许多术语，如工质、热力学系统、热力学状态、平衡状态、状态参数等。
因此，要学好工程热力学我们首先要知道这些术语指的是什么。
我们先来看第一个概念：工质一、工质我们前面讲了，工程热力学是研究热能和机械能之间的相互转化，那么工质就是用来实现热能和机械能之间相互转化的工作物质。
工质大多数情况下只是在能量转化的过程中起媒介的作用，而不会直接参与能量的转化。
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Jk X k
k 1
n
那么根据这个式子可以得到互唯象系数之间存在下列关 系
Lj，k Lk，j
这表明：如第一种流受第二种力的影响，则第二种流也 会受第一种力的影响，而且这两个干涉现象的干涉系数是相 等的。
Jk X k
k 1
n
Lj,k Lk，j
昂色格倒易定律作用：
昂色格理论的基本要素
流与力成正比
即线性唯象关系式：
J LX
唯象系数，是常数，是独立于 X 和 J 的系数
耦合现象
自然界中有许多现象是相互联系的，产生某种流的 不一定只有它的共轭力，也存在其他影响力，几种力之 间会相互发生影响，这些现象称为干涉，或者称之为耦 合。
当不可逆过程中的一种流受多种力支配时，它们之间的 这种关系可以写成一个方程式，即线性唯象方程式：
1 1， 1 1
扩散方程中没有导热引起的项：
J 2 L2， 2X2
因各个扩散的分子都携带能量，故物质的扩散对能量流有 影响，扩散影响应该包含在热流通量J1中；热传导对扩散有影 响，描述质量扩散的方程内应包含引起热传导的力，于是
J1 L1， 1 X 1 L1, 2 X 2
质量传递（扩散）对能量 传递影响的互唯象系数
J 2 L2， 1 X 1 L2 , 2 X 2
热传递（扩散）对质量 传输影响的互唯象系数
根据第二定律，任何产生耗散效应的过程，都将导致熵产 生，所以利用熵产生概念统一各种不可逆传输过程中流和力的 选择，建立相互干扰现象之间的内在联系是可能的。
于是1931年，昂色格提出了这一著名定律：对共轭的流与 力作适当的选择整理，使之满足熵源强度方程
减少需通过实验确定的Li，k的数量
指出各种力之间相互影响是等价的，无需区 分其重要性。
总结：
线性唯象方程式：
J i Li，k X k
k
(i 1,2,...,n)
Jk X k
昂色格倒易定律
k 1 n
自唯象系 数 互唯象系 数
Lj,k Lk，j
ห้องสมุดไป่ตู้
傅里叶定律，即
T J Q t x
t 为导热系数； J Q 为单位时间内单位面积上传导的热量。 式中，
扩散—混合物的浓度梯度引起质量迁移
斐克定律，即
J m 为单位时间内单位面积上的传质量。 式中，D为质扩散系数；C为浓度，
导电—导电体中的电位差引起电荷迁移
C Jm D x
需指出：1.该方程式适用于距平衡不远的系统。2.有些 现象之间并没有联系，例如传热、传质都不能与化学反应耦 合，即它们之间的互唯象系数为零。（参考居里定理）
22.5 唯象系数的获得与昂色格倒易定律
1.自唯象系数 自唯象系数较易获得，一般可以通过实验的方法来测定， 例如在导热过程中的导热系数、导电过程中的电导率k等。
J i Li，k X k
k
(i 1,2,...,n)
第 i 种流， 第 k 种力，指温度、电位、浓度等 如 电流、热流、 物质流等 Li,k：i＝k—自唯象系数，表明是在共轭力与流之间的系数； i≠k—互唯象系数，表明了是联系耦合关系的。 例如：
J1 L1， 1 X 1 L1, 2 X 2
L12 X 1 X L22 2
L 2 与L2， 式中，L1， 1 为互唯象系数。 1为 L2， 2 自唯象系数，1，
J 1 L11 方程组也可写成矩阵形式 J 2 L21
L1， 1 和 L2， 2可以根据共轭力与流的特定关系式求出，而且
耦合流存在时的自唯象系数与单独势单独流存在时的唯象系数 Lq ,q 是与 值是不同的 ，例如有热电耦合时热流的自唯象系数 导热系数 值不同。
例如，考察伴随有热传导的物质扩散现象，两种过程都能 引起能量的传输。扩散过程是通过质量传递而实现能量传递； 热传导是通过分子振动传输能量。 每一种过程都孤立起来考虑，则导热方程中没有扩散引起 的项： J L X
E 欧姆定律，即 J e ke x 式中， k e为电导率；E为电势，J e 为单位时间内通过单位面积的电流。
由于物系的某一客观性质的不均匀而引起的流动现象， 把单位时间内通过单位面积的一切量（质量、能量、动量、 电量）等通称为流，以 J 表示，把引起流动现象的动力称为 力，以 X 表示，以上各种流动现象的经验定律可统一表述为：
不可逆过程的热力基础
郭建峰 王玉明 刘志强 杨波 贾宽
线性唯象方程 唯象系数的获得与昂色格倒易定律
1、概念 熵源强度为过程中所有产生不可逆性的各对 共轭流与力的乘积之和；
各种传输过程中的流是由某种力所推动的， 即由某种强度参数的梯度所推动；
这种流与力之间存在的关系。
热传导—系统中温度梯度引起的热传递
2.互唯象系数 互唯象系数的测定较为困难，原因在于实验中严格地把其 他各种因素的影响隔离开来是十分不易的。
现假设在某一不可逆过程中有两种力存在，因此特有两种 与之相 应的共轭流，并可能相互产生干涉。
3.昂色格倒易定律
J1 L1， 1 X 1 L1, 2 X 2
J 2 L2， 1 X 1 L2 , 2 X 2