清华大学工程热力学讲义32PPT课件

型式 结构
活塞式(往复式) 出口当连续流动
离心式 ，涡旋 轴流式，螺杆
连续流动
压 通风机 p0.01MPa Fanner
力 范
鼓风机 0 .0 1 M P a p 0 .3 M P Fa an
围 压缩机 p0.3MPaCompressor
活塞式压气机的压气过程
目的：研究耗功，越少越好
Minimizing work input
v2Tv2n v2s
T1T2TT2nT2s
p
p2
2T
2n
2s
p1
T
2T 2n
1
2s p2
p1
1
v
s
三种压气过程功的计算
wtn nn1RT1[1(pp12)nn1]
wtT
RT1 ln
p1 p2
wts kk1RT1[1(pp12)kk1]
p
p2
2T
2n
2s
T
2T
p1
1
最小 重要启示
2s p2
p1
2n
1
v
s
分级压缩中间冷却
Multistage compression with intercooling
储气罐
高压缸
intercooler
低压缸 冷却水
进气口
两级压缩中间冷却分析
储气罐
高压缸
p
Work saved
p2
4 5 省功
冷却水
进气口
低压缸
2 3
p1
1
v
有一个最佳增压比
p2 p1
最佳增压比的推导
dp ( dv )T
?
p v
pv C pdvvdp0
上凸?下凹？ p 斜率
pT
v
T
v
n0
p
n0 T
n 1
n1 p
n
n
v
s
理想气体 s 过程的p-v,T-s图
dp d v s
?
kp v
k(ppddvvpkvk )1TdCvdv(kd pvppvk) 00
pT s v
T
sv
n0
p
n0 T
作业
3-12 3-16 3-17 3-20
§3-7 理想气体热力过程的综合分析
理想气体的多变过程 (Polytropic process)
过程方程
pvn const
n是常量， 每一过程有一 n 值
n
n=k
p2 ( v1 )n p1 v2
s
T2 ( v1 )n1 T1 v2
T2
(
p2
)
n1 n
T1 p1
u,h↑(T↑) w↑(v↑) wt↑(p↓) q↑(s↑)
p
h>0 u>0
q>0
w>0
T
h>0
w>0
n0
u>0
n0
wt>0
n 1 wt>0
nk
n
n 1
q>0
n
v
nk s
p-v,T-s图练习（1）
压缩、升温、放热的过程，终态在哪个区域？
p
T
n0
n0 n 1
n 1
nk
n
v
n
nk s
p-v,T-s图练习（2）
T2
(
p2
)
k 1 k
T1 p1
p u>0 w>0
T
h>0
w>0
n0
u>0
n0
wt>0
n 1
n 1 wt>0
nk
n
n
v
nk s
q在p-v,T-s图上的变化趋势
q Tds
T
p
h>0 u>0
q>0
T
w>0
h>0
u>0
qw
w>0
n0
n0
wt>0
n 1 wt>0
nk
n
n 1
q>0
n
v
nk s
u,h,w,wt,q在p-v,T-s图上的变化趋势
p2
指什么功
技术功wt
理论压气功(可逆过程)
1
v
可能的压气过程
(1)、特别快，来不及换热。 s n k
(2)、特别慢，热全散走。 T n 1
(3)、实际压气过程是 n
1nk
p
p2
2T
2n
2s
p1
T
2T 2n
1
2s p2
p1
1
v
s
三种压气过程的参数关系
wtT wtn wts qT qn qs 0
膨胀、降温、放热的过程，终态在哪个区域？
p
T
n0
n0 n 1
n 1
nk
n
v
n
nk s
p-v,T-s图练习（3）
膨胀、升温、吸热的过程，终态在哪个区域？
p
T
n0
n0 n 1
n 1
nk
n
v
n
nk s
§3-8 活塞式压气机的压缩过程分析
压气机 的作用
生活中：自行车打气。
工业上：锅炉鼓风、出口引风、 炼钢、燃气轮机、制冷空调等等
n 1
n1 p
nk
n
n
v
nk s
理想气体基本过程的p-v,T-s图
pT s v
T2
(
p2
)
k 1 k
T1 p1
T
sv
n0
p
n0 T
n 1
n1 p
nk
n
n
v
nk s
u在p-v,T-s图上的变化趋势
u =T
u cvdTΒιβλιοθήκη Baidu
pv RT
p u>0
T
u>0
n0 n 1
n0 n 1
nk
n
v
n
nk s
h在p-v,T-s图上的变化趋势
h =T h>0
p u>0
hcpdT
T
h>0
n0
u>0
n0
n 1 n 1
nk
n
v
n
nk s
w在p-v,T-s图上的变化趋势
h>0
p u>0
w pdv
w>0
T
h>0 u>0
n0
n 1
T2 ( v1 )k1 T1 v2
w>0
n0
n 1
nk
n
v
n
nk s
wt在p-v,T-s图上的变化趋势
h>0
wt vdp
dT
T
( ds )p ? c p
上凸?下凹？
T 斜率
p TdscpdTvdp T
n0
p
n0
p
v
s
理想气体v 过程的p-v,T-s图
(dT ds
)v
?
T cv
TdscvdTpdv c p c v
上凸?下凹？ T 斜率
p
v
T
dT T ( ds )p cp
v
n0
p
n0
p
n
n
v
s
理想气体 T 过程的p-v,T-s图
c n 多变过程比热容
多变过程与基本过程的关系
n
pT sv
1- k
pvn co基ns本t c过n 程nn -是k1 cv多变过程的特c例n 1
n 1
n
cv
(1) 当 n = 0 p iso0vb ac ricon sptCcn kcv cp p
(2) 当 n = 1 p iso1vt hecrmoan l sTtC cn
T
(3) 当 n = k ipsvekn tprvcoopnisRctT sC c n 0
s
1
(4) 当 n = ipsnovchocroincstvC
cn cv
v
理想气体基本过程的计算
基本过程的计算是我们的基础， 要非常清楚，非常熟悉。
基本要求：拿来就会算
参见书上表3－4 公式汇总
理想气体 p 过程的p-v,T-s图
理想气体 n w,wt ,q的计算
w pdvnR 1(T1T2)
pvn const
wt nw
R q uw cv(T 2 T 1)n 1(T 2 T 1)
R
n -k
( c v n 1 ) ( T 2 T 1 ) n 1 c v ( T 2 T 1 ) c n ( T 2 T 1 )
w分级wtI(n) wtI(In)
n
n
1
R T1[1
(
p2 p1
n -1
)n
]
p
p4
4 5 省功
n n 1
R T3 [1
(
p4 p3
n -1
)n ]
p2
2 3
p1
1
v
w 分 级nn 1RT 1[2(p p1 2)nn -1(p p4 2)nn -1]
最佳增压比的推导