第九章气体与蒸汽流动
《工程热力学》总复习
名称含义说明体积功（或膨胀功）W 系统体积发生变化所完成的功。
2①当过程可逆时，W = ∫ pdV 。
1②膨胀功往往对应闭口系所求的功。
轴功W系统通过轴与外界交换的功。
①开口系，系统与外界交换的功为轴功Ws。
②当工质的进出口间的动位能差被忽略时，Wt=Ws，所以此时开口系所求的轴功也是技术功。
《工程热力学》期末总结一、闭口系能量方程的表达式有以下几种形式：1kg 工质经过有限过程：q = ∆u + w（2-1）1kg 工质经过微元过程：δq = du+δw（2-2）mkg 工质经过有限过程：Q = ∆U +W（2-3）mkg 工质经过微元过程：δQ = dU +δW（2-4）以上各式，对闭口系各种过程（可逆过程或不可逆过程）及各种工质都适用。
在应用以上各式时，如果是可逆过程的话，体积功可以表达为：2δw =pdv（2-5）w= ∫1 pdv2（2-6）δW = pdV（2-7）W = ∫1 pdV（2-8）闭口系经历一个循环时，由于U 是状态参数，∫dU = 0 ，所以∫δQ = ∫δW（2-9）式（2-9）是闭口系统经历循环时的能量方程，即任意一循环的净吸热量与净功量相等。
二、稳定流动能量方程q = ∆h + 1∆c 2 2= ∆h + wt + g∆z + ws（2-10）（适用于稳定流动系的任何工质、任何过程）2q = ∆h −∫vdp（2-11）1（适用于稳定流动系的任何工质、可逆过程）三、几种功及相互之间的关系（见表一）表一几种功及相互之间的关系s1名称 质量比热容c体积比热容 c '摩尔比热容 M c 三者之间的关系单位 J/（k g ·K ）J/（m 3·K ）J/ （kmol ·K ）M cc ' = c ρ 0 =22.4ρ 0 − 气体在标准状况下的密度定压 c'c pM c p定容c V'c VM c V推 动功W push开口系因工质流动而传 递的功。
8-气体蒸汽的流动和压缩
c ─称为当地声速。
, 表达式 Ma
流体的流动速度 当地声速
cf c
当 cf<c， Ma<1，是亚声速气流；当 cf>c，Ma>1，超声速气流；
当 cf=c，Ma=1，是声速气流。
第九章
第8章 气体、蒸汽的流动和压缩 气体与蒸汽的流动
8.1.2 气体在喷管与扩压管中的定熵流动
1)气体流速的变化与其状态参数之间的关系 (1)流速与压力之间的关系
1）临界压力比
临界压力比是指喷管内气体的临界压力pcr与滞止压力的比值。即
cr
pcr =定值 p0
pcr 2 1 vcr 0 ( ) p k 1
临界压力比vcr与气体的性质有关，是绝热指数的单值函数。针对不同 性质的气体,vcr是一个确定的常数。且 单原子气体: 1.67, cr 0.487 双原子气体: 1.4, cr 0.528 多原子气体: 1.3, cr 0.546
(1)
(2) 流速与比体积之间的关系 过程方程的微分形式可写成 将其代入（１)式,有
dc f cf
1 dv 1 dv 2 Ma v Ma 2 v
(2)
第8章
气体、蒸汽的流动和压缩
8.1.2 气体在喷管与扩压管中的定熵流动
dc f cf
dc f 1 dp dp 2 Ma 2 Ma p p cf
(1) (2)
dc f cf
dc f 1 dv dv 2 Ma 2 Ma v v cf
(3) 流速与声速之间的关系 适用于任何气体的声速方程为 c pv 也可写成 c2 pv 其微分为 2cdc pdv vdp 等式两边同时除以pv，整理得 dc 1 dv dp
第9章制冷循环
§ 9-3 制冷剂 Refrigerants
制冷剂的选择原则：
（1）具有较高的临界温度，从而使大部分的放热 过程在两相区内定温的进行 （2）操作压力要合适。即冷凝压力（高压）不要 过高，蒸发压力（低压）不要过低。 （3）潜热要大。 （4）化学稳定性、不易燃、不分解、无腐蚀性。 （5）价格低。 （6）冷冻剂对环境应该无公害。
蒸气压缩制冷循环装置
q1
3
4
冷凝器
2
T
2
w
膨胀机
压缩机
wc
4
3
6
6
q2 蒸发器（冷库）
1
1
s
工程中常用节流阀代替膨胀机
4
节 流 阀 q1
3 2
w
T
2 4
压缩机
冷凝器
3
6
1 5
5
q2
蒸发器（冷库）
1
s 4-5：绝热节流 5-1：定压吸热蒸发
1-2：定熵压缩 2-3-4：定压放热冷凝
用节流阀代替膨胀机优缺点
吸附式制冷 半导体制冷 热声制冷
基本知识点
• 1. 熟练空气和蒸汽压缩制冷循环的组
成、图示、制冷系数的计算及提高制 冷系数的方法和途径。
• 2. 了解吸收制冷、蒸汽喷射制冷。
§9－1 空气压缩制冷循环
理想化处理： ①理气； ②定比热; ③ 可逆； 逆勃雷登循环 p
3 2
T
2 3
T0 = T3 T1 = Tc
换热器 冷却水
吸 收 器
泵
蒸发器 QL
吸收式制冷循环流程动画演示
吸收式制冷循环特点
优点：
直接利用低品位的热能 环境性能好
缺点：
设备体积大，启动时间长
喷管设计计算
第九章 气体和蒸汽的流动工程上许多热力设备中，常常要处理气体在管道内的流动情况，热能↔机械能的转化也常常发生在工质在管道中进行流动的过程中实现。
喷管：汽轮机：利用高速气流推动叶片输出机械功如扩压管：压气机：消耗外界功使气体增压减速但这种能量转化是很复杂的，因此要专门研究气体或蒸汽在管道中的流动问题。
本章主要讨论：（用前面以学过的知识） 质量守恒方程式 1、气体流动的基本方程 能量守恒方程式 过程方程式状态参数的变化规律 2、气体流动的基本特性 他们与管道截面而变化的关系3、喷管设计算——管道截面参数设计9—1 稳定流动的基本方程式本章的研究任务是从以学过的热力学基本知识来探讨工质在管道中的流动问题，前面所学过的基本方程式归纳起来不外乎质量守恒方程、能量守恒方程以及仅反映工质状态变化的过程方程。
由于工程上常见的工质流动都是稳定的，所以本章主要讨论气体及蒸汽的稳流情况——符合热疑虑。
另外，由于工质流速都很高，时间很短，忽略0q δ=，看成是绝热，所以在以后的讨论中都是稳流绝热的情况。
先介绍两个新概念 1、 稳定流动：只在喷管各个截面上的一切参数P V C 均不随时间变化。
2、 一元流动：指流动的一切参数仅在一个方向上（流动方向）有变化，而 在其他方向上没有变化。
实际上，第八章是前面学过知识的一个概括性总结复习，应用在复习和应用的基础上了解工质在管道内的流动规律。
一、连续性方程根据质量守恒原理，在稳定流动中，工质在单位时间内流经喷管任何截面的质量流量均相等。
12m m m ===即 112212i iiAC A C A C AC V V V V ==== 微分 ()0AC dm d V == ()20dc dA AC AC d A C dv V V V V ⇒=+-=0dc dA dv c A v⇒+-=---连续性方程说明： 1、(),,0f C A V = 三者之间的关系2、使用于速流、可逆、不可逆任何工质3、对不可压缩流体0dv =，则C ,A 成反比，A C ↑→↓4、对可压缩性流体（空气，蒸汽）喷管的变化规律与A, C ,V 豆油关系，而(),v f P T = (),A f C V =二、能量方程式 工质在管道中流动，必然遵守开口系统稳定流动能量方程式 ()()()2221212112q h h c c g z z wi =-+-+-+∵ 0q = ()210g z z -= 0wi =∴ ()22212112h h c c -=- —— 能量方程式微分： 212dh dc -=又 ∵ q dh vdp δ=-⎰212dh vdpvdp dc cdc ⇒=⇒-==→能量方程式，适用稳流、绝热、可逆、不可逆任何工质。
第九章蒸汽动力循环装置
第九章 蒸汽动力循环装置工业上最早使用的动力机是用水蒸气做工质的蒸汽动力装置。
在蒸汽动力装置中水时而处于液态，时而处于气态，如在蒸汽锅炉中液态水汽化产生蒸汽，经汽轮机膨胀作功后，进入冷凝器又凝结成水再返回锅炉，而且在汽化和凝结时可维持定温，因而蒸汽动力装置循环不同于气体动力循环。
此外，水和水蒸气不能助燃，只能从外热源吸收热量，所以蒸汽循环必需配备锅炉，因此装置设备也不同于气体动力循环。
由于燃烧产物不参与循环，故而蒸汽动力装置可利用各种燃料，如煤、渣油,甚至可燃垃圾。
第一节简单蒸汽动力装置循环———朗肯循环一、 工质为水蒸气的卡诺循环热力学第二定律已证明，在相同温限内卡诺循环的热效率最高。
在采用气体作工质的循环中,因定温加热和放热难于进行，而且气体的定温线和绝热线在p-v图上的斜率相差不多，以致卡诺循环所作的功并不大，故在实际上难于采用。
在采用蒸汽作工质时，由于水的汽化和蒸汽的凝结，当压力不变时温度也不变，因而实际上也就有了定温加热和放热的可能。
更因这时定温过程亦即定压过程，在p-v图上其与绝热线之间的斜率相差亦大，故所作的功也较大。
所以，以蒸汽为工质时原则上可以采用卡诺循环，如图11-1中循环6-7-8-5-6所示。
然而在实际(b)(a)图9-1 水蒸气的朗肯循环的蒸汽动力装置中不采用卡诺循环，其主要原因是：首先，在压缩机中绝热压缩过程8-5难于实现，因状态8是水和蒸汽的混合物，压缩过程中压缩机工作不稳定，同时状态8的比体积比水的比体积大得多，需用比水泵大得多的压缩机；其次，循环局限于饱和区，上限温度受制于临界温度，故即使实现卡诺循环，其热效率也不高；再次，膨胀末期，湿蒸汽干度过小，即含水分甚多，不利于动力机安全。
实际蒸汽动力循环均以朗肯循环为其基础。
二、朗肯循环及其热效率简单蒸汽动力装置流程示意图如图9-2所示，其理想循环———朗肯循环图9-2简单蒸汽动力装置流程示意图的p-v图和T-s图见图9-1。
工程热力学和传热学08气体蒸汽流动
临界截面上的温度、压力、速度分别称为临界温度、临 界压力、临界速度。 Tcr 、 Pcr 、 Wg,cr 临界压力与进口压力之比称为“临界压力比”
wg ,cr c
pcr 1 2 即： RT1 1 ( ) RTcr 1 p1
pcr cr p1
Ma
பைடு நூலகம்
wg c
马赫数是研究气体流动特性的一个很重要的数值。 Ma>1，超音速流动 Ma=1，临界流动 Ma<1，亚音速流动
气流的马赫数对气流截面的变化规律有很大的影响。
水蒸汽、可逆绝热过程
k
cp cv
κ=1.3 取经验数据
过热蒸汽
κ=1.135 饱和蒸汽
比体积变化率与 流速变化率之比
dwg dA dv v 分析： ( 1) A dwg wg wg
如为理想气体 可逆绝热流动：
T2 p2 ( ) T1 p1
1
p2 1 wg 2 2 p1v1 1 ( ) 1 p1
适用于理想气体的可逆绝热过程 当 p2 / p1 = 0，即出口处为真空时，出口流速达到最大
wg ,max 2
1
截面上Ma=1，cf,cr=c，称临界截面[也称喉 部截面]，临界截面上速度达当地音速 。
第二节
一、流速
气体和蒸汽在喷管中的流速和质量流量
将开口系统稳定流动能量方程应用于喷管： 1 2 2 q h2 h1 ( wg 2 wg1 ) ws 2
q 0，ws 0
2 2
wg 2 wg1 2(h1 h2 )
qm,max
0
β 1/ 2
cr
热力学教学大纲
专业必修课ZB1204工程热力学教学大纲1学分/学时（理论教学+实践教学）：4/56（50+6）2先修课程：3使用专业：13级供热通风与给排水工程技术4教育目标：工程热力学是研究热能与其他形式的能量相互转换规律的一门学科，是设计计算和分析各种动力装置、制冷机、热泵空调机组、锅炉及各种热交换器的理论基础。
通过本课程学习，使学生掌握热力学的基本规律，并能运用这些规律进行热流体工作过程分析，同时培养学生科学抽象、逻辑思维能力。
5教学基本要求：5.1知识要求：本课程从介绍热能在有关能量转换和能源合理利用中的特殊地位和作用入手，使学生理解和掌握热能和其他能量相互转换以及能源有效合理利用的基本概念、基本规律和基本方法，培养学生从全局的角度考虑问题，学习如何提炼复杂实际问题中的主要矛盾，如何进行能量平衡计算，如何分析能量转换方式和程度的可行性，如何合理安排和利用能量，多角度地使学生建立工程的概念，掌握正确运用上述基本理论和方法解决实际工程问题的能力。
5.2能力要求：通过本课程各个教学环节的教学，重点培养学生运用基本理论解决工程实践问题的能力，多角度地使学生建立工程的概念，使学生对研究对象有形象的了解。
重点介绍工程热力学内容如何在解决传统和现代科学技术问题中发挥作用，要求学生从调研、查阅科技资料入手，利用所学知识，综合考虑解决实际问题，并鼓励学生创新性的构思，培养解决其实际问题的能力。
5.3素质拓展要求：初步掌握测试水和水蒸气的性质、空气绝热指数的测定、空气在喷管中流动性能测定等基本方法。
6教学内容、学时分配：6.1教学内容绪论教学目标：认识热力学的学科特点，涉及领域，以及在工程实践中的应用范围，重点：1、能源及热能的利用；2、工程热力学的研究对象及主要内容。
难点：工程热力学的研究对象及主要内容。
第一章基本概念教学目标：深刻理解热力系统、外界、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环的概念，掌握温度、压力、比容的物理意义，掌握状态参数的特点。
工程热力学第三版电子教案教学大纲 (3)
教学大纲课程名称：工程热力学英文译名：Engineering Therodynamics (Architecture type)总学时数：54讲课学时：50（含习题课4）实验学时：8授课对象：建筑环境与设备专业、建材专业本科生课程要求：必修分类：技术基础课开课时间：第三学期主要先修课：高等数学、大学物理、理论力学、材料力学选用教材及参考书教材：采用由我校廉乐明主编，李力能、谭羽非参编的全国建筑暖通专业统编教材、全国高等学校教材《工程热力学》。
本书自1979年出版至今，历经第一版、第二版、第三版和第四版共四次修订，计十二次印刷，在全国发行量达12万余册。
本书曾获国家级教学成果奖教材二等奖、建设部部优教材奖。
主要参考教材：1、清华大学主编、高教出版社出版的《工程热力学》2、西安交通大学主编、高教出版社出版的《工程热力学》3、 Krle C.Potter Craig W .Somerton《Engineering Therodynamics》(1998年版)一、本课程的性质、教学目的及其在教学计划中的地位与作用本课程是研究物质的热力性质、热能与其他能量之间相互转换的一门工程基础理论学科，是建筑环境与设备专业的主要技术基础课之一。
本课程为专业基础课，主要用于提高学生热工基础理论水平，培养学生具备分析和处理热工问题的抽象能力和逻辑思维能力。
为学生今后的专业学习储备必要的基础知识，同时训练学生在实际工程中的理论联系实际的能力。
通过对本课程的学习，使学生掌握有关物质热力性质、热能有效利用以及热能与其它能量转换的基本规律，并能正确运用这些规律进行各种热工过程和热力循环的分析计算。
此外本课程在有关计算技能和实践技能方面也使学生得到一定的训练。
因此本课程不仅是学习后续课程，包括《供热工程》、《空调工程》、《锅炉及锅炉房设备》等主要专业的理论基础外，而且能广泛服务于机械工程、动力工程、冶金、石油、电力工程等各个研究领域。
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》学习资料 (2)
连续的，转速高，输出功率大。
34
燃气轮机(gas turbine)装置简介
35
q2
排气
燃烧室
4
q1
3
2
泵
压气机
汽轮机
燃料
1 进气
燃 气 轮 机 装 置 示 意 图
36
循环示意图
2 燃烧室 3
压气机
燃气轮机
1
4
理想化： 1）工质：数量不变，定比热理想气体 2）闭口 循环 3）可逆过程
作业：结合思考题看书。9-1、9-15
66
本章结束
67
思考
同样是柴油机 为什么有混合加热循环和定压加热循环之分？
p
3 2
4
5 1
v
p 2(3)
4 5 1 v
29
高速柴油机与低速柴油机循环图示
p 34
p
tp
1
k 1
k1k 1
2
2(3) 4 1
5
5
1
v
高速柴油机，压燃式、轻 柴油、高压油泵供油。
1
v
低速柴油机，压燃式、重柴 油、压缩空气喷油。
30
四冲程高速柴油机工作过程
3—4 边喷油，边膨胀
p3 4
近似 p 膨胀
t4可达1700~1800℃
2 2＇
4 停止喷柴油
4—5 多变膨胀
p0
p5=0.3~0.5MPa
0
t5500℃ 5—1‘ 开阀排气
，V
降压
1‘—0 排气,完成循环。
5 1＇
1 V
17
四冲程高速柴油机的理想化
绝热稳定流动能量方程
本章主要内容
1、研究气体流动基本方程
质量守恒方程 能量守恒方程
过程方程
2、 研究气体在管内流动的 基本特性
状态参数变化 气流速度变化 能量转换
的规律
3 、 喷管设计计算
喷管选型、临界压力、 临界流速、出口流速、 质量流量等
§9.1 一维绝热稳定流动的基本方程
1、稳态稳流概念
2、几个基本方程 (1) 连续性方程
pb pc ,
⑵喷管尺寸计算
设计计算： m已知
渐缩喷管 渐缩渐扩喷管
pb pc ,
v2 m f2 c2 渐缩渐扩喷管的最小截面积（喉部）为
根据经验，渐扩段长度l为:
vc m f min cc
d 2 d min l (m) 2 tan
圆台形渐缩渐扩喷管渐 扩部分的顶锥角
（9-16）
3、临界压力比及临界流速
ac kpc vc
k 1 k pc k cc 2 p1v1 1 p1 k 1
M 1 ac cc
3、临界压力比及临界流速
3、临界压力比及临界流速
（适用于理想气体 定熵流动）
绝热节流前后参数的变化
(1) 对理想气体
温度不变
压力下降
焓不变
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
温度效应与流体的种类，节流前所处的状态及节流前后 压力降低的大小有关。绝热节流温度效应可用绝热节流系数 j 表示。
工程热力学知识点总结
工程热力学知识点总结工程热力学知识点很多，同学们需要多进行归纳总结，下面给大家整理了工程热力学知识点总结，欢迎阅读! 第一章、基本概念1、边界边界有一个特点（可变性）：可以是固定的、假想的、移动的、变形的。
2、六种系统（重要！）六种系统分别是：开（闭）口系统、绝热（非绝热）系统、孤立（非孤立）系统。
a.系统与外界通过边界：功交换、热交换和物质交换.b.闭口系统不一定绝热，但开口系统可以绝热。
c.系统的取法不同只影响解决问题的难易，不影响结果。
3、三参数方程a.P=B+Pgb.P=B-H这两个方程的使用，首先要判断表盘的压力读数是正压还是负压，即你所测物体内部的绝对压力与大气压的差是正是负。
正用1，负用2。
ps.《工程热力学（第六版）》书8页的系统，边界，外界有详细定义。
第二章、气体热力性质1、各种热力学物理量P：压强[单位Pa]v：比容（单位m^3/kg）R：气体常数（单位J/(kg*K)）书25页T：温度（单位K）m：质量（单位kg）V：体积（单位m^3）M：物质的摩尔质量（单位mol）R：8.314kJ/(kmol*K)，气体普实常数2、理想气体方程：Pv=RTPV=m*R。
*T/MQv=Cv*dTQp=Cp*dTCp-Cv=R另外求比热可以用直线差值法！第三章、热力学第一定律1、闭口系统：Q=W+△U微元：δq=δw+du （注：这个δ是过程量的微元符号）2、闭口绝热δw+du=03、闭口可逆δq=Pdv+du4、闭口等温δq=δw5、闭口可逆定容δq=du6、理想气体的热力学能公式dU=Cv*dT一切过程都适用。
为什么呢？因为U是个状态量，只与始末状态有关、与过程无关。
U是与T相关的单值函数，实际气体只有定容才可以用6、开口系统ps.公式在书46页（3-12）7、推动功Wf=P2V2-P1V1（算是一个分子流动所需要的微观的能量）a、推动功不是一个过程量，而是一个仅取决于进出口状态的状态量。
工程热力学知识点总结
工程热力学知识点总结工程热力学知识点总结总结是指对某一阶段的工作、学习或思想中的经验或情况加以总结和概括的书面材料，它可以帮助我们总结以往思想，发扬成绩，为此要我们写一份总结。
你想知道总结怎么写吗？下面是小编帮大家整理的工程热力学知识点总结，欢迎大家分享。
第一章、基本概念1、边界边界有一个特点（可变性）：可以是固定的、假想的、移动的、变形的。
2、六种系统（重要！）六种系统分别是：开（闭）口系统、绝热（非绝热）系统、孤立（非孤立）系统。
a.系统与外界通过边界：功交换、热交换和物质交换.b.闭口系统不一定绝热，但开口系统可以绝热。
c.系统的取法不同只影响解决问题的难易，不影响结果。
3、三参数方程a.P=B+Pgb.P=B-H这两个方程的使用，首先要判断表盘的压力读数是正压还是负压，即你所测物体内部的绝对压力与大气压的差是正是负。
正用1，负用2。
ps.《工程热力学（第六版）》书8页的系统，边界，外界有详细定义。
第二章、气体热力性质1、各种热力学物理量P：压强[单位Pa]v：比容（单位m^3/kg）R：气体常数（单位J/(kg*K)）书25页T：温度（单位K）m：质量（单位kg）V：体积（单位m^3）M：物质的摩尔质量（单位mol）R：8.314kJ/(kmol*K)，气体普实常数2、理想气体方程：Pv=RTPV=m*R。
*T/MQv=Cv*dTQp=Cp*dTCp-Cv=R另外求比热可以用直线差值法！第三章、热力学第一定律1、闭口系统：Q=W+△U微元：δq=δw+du （注：这个δ是过程量的微元符号）2、闭口绝热δw+du=03、闭口可逆δq=Pdv+du4、闭口等温δq=δw5、闭口可逆定容δq=du6、理想气体的热力学能公式dU=Cv*dT一切过程都适用。
为什么呢？因为U是个状态量，只与始末状态有关、与过程无关。
U是与T相关的单值函数，实际气体只有定容才可以用6、开口系统ps.公式在书46页（3-12）7、推动功Wf=P2V2-P1V1（算是一个分子流动所需要的微观的能量）a、推动功不是一个过程量，而是一个仅取决于进出口状态的状态量。
工程热力学名词概念总结
工程热力学知识总结第一章基本概念1.基本概念热力系统：这种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（简称系统，体系）。
边界：系统与外界之间的分界面，称为边界。
外界：与系统发生质能交换的物体称为外界。
闭口系统：一个热力系统如果和外界只有能量交换而无物质交换的系统称为闭口系统，因闭口系统内的质量保持恒定不变，所以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，其界面称为控制界面。
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。
单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。
复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。
单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。
多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。
均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。
非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。
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。
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。
基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。
温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。
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。
工程热力学名词解释
第一章——基本概念第一章——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（T 1 和T 2 ）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1 −T2 T2 ，如果不是可逆的，其热效率恒小于1 − 。
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pv
第九章气体和蒸汽流动
喷管（dc > 0）
df (M2 1) dc
f
c
M<1，亚声速流动，df<0,气流截面收缩 M>1，超声速流动，df>0,气流截面扩张
喷管的要求：亚音速流必须是渐缩喷管；超音速流必 须是渐扩喷管；从亚音速到超音速必须是渐缩渐扩喷 管（拉伐尔喷管），在喉部达到音速。
第九章气体和蒸汽流动
点
v
a
当地音速随温度 降低而降低
p
M<1
M=1
M>1
喉部 临界第参九数章气体和蒸截汽面流变动化与速度变化无直接关联！！！
第三节 喷管计算
一 定熵滞止参数 二 喷管出口速度 三 临界压力比及临界流速 四 流量与临界流量 五 水蒸汽流速及流量计算 六 喷管形式选择及尺寸计算 七 小结第九章气体和蒸汽流动
喷管几何条件的物理原因？
dv M 2 dc
v
c
df dc dv0 fc v
df的正负取决比体积的增长率dv/v及速度增 长率dc/c 的相对大小
df为负 亚音速： M 1, dv dc vc
超音速：
df为正 M 1, dv dc vc
第九章气体和蒸汽流动
df (M2 1) dc
f
c
管道截面变化 气流速度变化
五 音速和马赫数
(1) 音速 微小扰动在流体中的传播速度
定义式: a ( p )
s
定熵过程 dp k dv 0 pv
a kRT
理想气体
压力波的传播过程 可作定熵过程处理
只随绝对温度而变 音速是状态参数
第九某章气状体和态蒸汽的流音动 速称为当地音速
(2) 马赫数
定义式 M c a
流速 当地音速
如果要获得高压气流，必须应用某种设 计，使气流减速：扩压管
第九章气体和蒸汽流动
二 促使流速改变的几何条件条件——辅助作用 管道截面变换规律
cdc vdp
a
kpv
Mc
a
连续方程：dc df
dc c
dv
1 kM
2
dp p
df f
M 2 1
dc c
cf v
定熵过程方程：dp k dv 0
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
稳态稳流(稳定流动)
状态不随时间变化
恒定的流量
简化：管道内垂直于轴向的任 一截面上的参数都均匀一致，
流体参数只沿轴向变化
一维（一元）稳定流动：只沿轴向或流动方向上流 体参数发生变化的第九稳章态气体稳和流蒸汽流动
二 连续性方程（质量守恒）
由稳态稳流特点
一 定熵滞止参数
将有一定速度的气流在定熵条件下扩压，使其 流速降低为零，这时气体的参数称为定熵滞止参数。
滞止焓
h0
h1c212
h2
c22 2
( J / kg )
定熵流动过程中，任一截面 h0 , p0 ,T0 均相等
第九章气体和蒸汽流动
对理想气体 （若cp为定值）
T0
T1
c12 2c p
k
p1v1k
0
渐缩渐扩喷管
M>1
M<1转M>1
渐缩渐扩扩压管
M>1转M<1
1
2
df f
0
1
M<1
M=1
2 M>1
p1p2
1
2 df 0
f
p1p2
p1p2
1
2
df f
0
M>11
M=1
2
M<1
p1第p九2章气体和蒸汽p流1动p2
p1p2
渐缩渐扩喷管，简称缩放喷管，也称拉伐尔喷管：
当地流速随压力
临 界
c
降管内 流动的基本特性
3 喷管计算
状态参数变化 气流速度变化
能量转换
管道截面积的变化
外第九界章气条体件和蒸汽流动
的规律
第一节 一维稳定绝热流动的基本方程
一 稳态稳流 二 连续性方程 三 绝热稳定流动能量方程 四 定熵过程方程式 五 音速和马赫数
第九章气体和蒸汽流动
一 稳态稳流
(h1h2)
注：增速以降低 本身焓值为代价
2
d
c2 2
适用于任何工质
dh 可逆和不可逆过程 第九章气体和蒸汽流动
四 定熵过程方程式
可逆绝热过程方程式
注意:
pv k = const
微分
适用条件: (1)理想气体 (2)定比热
(3)可逆
dpk dv 0 pv
变比热时，k取过程 范围内的平均值
第九章气体和蒸汽流动
喷管
dc>0
M<1 df<0
渐缩
M=1 df=0
临界截面
M>1 df>0
渐扩
M<1 M>1 df<0 df>0
渐缩渐扩
注:扩压管dc<0,故不同音速下的形状与喷管相反
第九章气体和蒸汽流动
喷管和扩压管流速变化与截面变化的关系
流动状态
管道种类
喷管 dc>0 dp<0
dp>0 扩压管
dc<0
M<1
1
2
df f
第九章 气体和蒸汽的流动
第九章气体和蒸汽流动
第九章 气体和蒸汽的流动
第一节 一维稳定绝热流动的基本方程 第二节 定熵流动的基本特性 第三节 喷管计算 第四节 背压变化对喷管内流动的影响 第五节 具有摩擦的绝热流动 第六节 绝热节流
第九章气体和蒸汽流动
本章学习内连续容性方程
1 研究气体流动基本 方程
c22 c12 (h1h2) 2
三档流速 1 M>1 超音速
2 M=1 临界音速
3 M<1 亚音速
第九章气体和蒸汽流动
第二节 定熵流动的基本特性
一 、促使流速改变的力学条件条件： 气体流速变化与状态参数间的关系
二、促使流速改变的几何条件条件： 管道截面变化的规律
第九章气体和蒸汽流动
一 促使流速改变的力学条件条件， 气体流速变化与状态参数间的关系
流道内各截面处的 质量流量都相等
m 1m 2... .m . ..const
m fc v
截面面积
气流速度 气体比体积
dcdf dv0 适用于任何工质 c f v 可逆和不可逆过程
第九章气体和蒸汽流动
三 绝热稳定流动能量方程
稳态稳流能量方程：
q(h2h1)c2 2 2c1 2g(z2z1)w s
c22 c12
p0v0k
p0
p1TT10
k1
1
v0
v1
T1 T0
k 1
下角标为0的
下角标为1的
是定熵滞止参数
是进口参数
第九章气体和蒸汽流动
h0
h1
c12 2
h0 h1
一般c1比较 小，可忽略
c1 50m/s时，精确计算时应考虑初速影响，
即用滞止参数计算
第九章气体和蒸汽流动
二 喷管出口速度
由绝热稳定流动能量方程 忽略初速影响
稳态稳流能量方程： d c2 dh 2
定熵过程： dh=vdp
cdcvdp
dc>0
dp<0
dc < 0
dp > 0
第九章气体和蒸汽流动
喷管中的 流动特性
扩压管中 的流动特性
dp kM 2 dc
p
c
力学条件
dcf和dp的符号总是相反 加速，压力降低；减速，压力升高
应用：
如果要获得高速气流，必须应用某种设 计，使气流膨胀，降低压力：喷管