化工热力学第三版第四章ppt

作业（P117页）
4-11
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4.1 闭系非流动过程的能量平衡
（1） Q和W代表的意义？ Q 系统从外界吸收的热量 W 系统对外界做出的功
（2） Q和W正负符号如何选取？ Q 吸热取“+”号，放热取“-”号 W 做功取“+”号，得功取“-”号
4.2 开系流动过程的能量平衡
开系的平衡
系统能量的变化 = 与外界环境交换的净能量 瞬时量
案例 P107-111
4.4 气体压缩过程
P112 图4-10 往复式压缩机压缩过程示意
流量为1kmol/s，温度为27℃，压力为1atm的空气压 缩至5atm，求分别经过等温压缩、绝热压缩、多变 压缩时压缩机所消耗的轴功、气体出口的温度、放 出的热量？（可将空气视为理想气体，压缩过程可 逆，K=1.4，m=1.25）
K
kW
kW
kW
等温压缩 300.15 绝热压缩 475.4
0 5099.1
4016.3 5099.1
4016.3 0
多变压缩 414.1 3316.5 4738 1413.5
多级压缩示意图
P115 图4-11 二级压缩p-V图
美国Ariel公司 上海英格索兰压缩机有限公司
沈鼓集团 陕鼓集团 东方电气集团（东方汽轮机）
天津石化 百万吨乙烯工程裂解气压缩机组
以 200 m3/min，0.3 MPa 低压力压缩机型为例：
国产活塞式压缩机 国产螺杆式空压机 进口离心式压缩机
轴流机
制造成本 40-50万元 50-60万元
50-60万元
市场价格 60-70万元 80-100万元 160-200万元 160-200万元
第4章 热力学第一定律及其应用
要求：1、掌握不同过程的能量平衡方程及其应用； 2、掌握气体压缩过程的有关计算。
内容： 4.1 闭系非流动过程的能量平衡 4.2 开系流动过程的能量平衡 4.3 稳流过程的能量平衡 4.4 气体压缩过程
isolated system closed system open system
过程量
P96 公式 4-8
4.3 稳流过程的能量平衡
P 97 图4-2 稳定流动过程
一些常见的属于稳流体系的化工装置
喷嘴与扩压管
节流阀
μJ>0
ΔT<0
节流膨胀 ΔH=0
μJ=0
ΔT=0
μJ<0
ΔT>0
等熵膨胀 ΔS=0 ΔH<0 ΔT<0
混合设备
混合设备
总焓变ΔH为各分过程焓变ΔHi之和 ΔH=ΣΔHi
T2
ΔH=Q-Ws(R)
Q
等温压缩
?
?
?
多变压缩
?
?
?
绝热压缩
?
?
?
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Ws(R) ? ? ?
T2
ΔH=Q-Ws(R)
Q
等温压缩
0
绝热压缩 多变压缩
-Ws(R) nCp*ΔT
0 Q=ΔH+Ws(R)
Ws(R)
T2
ΔH=Q-Ws(R)
Q
等温 压缩
0
绝热
压缩
0
多变 压缩
Ws(R)
出口温度 焓变 消耗轴功 放热