西建《工程热力学》期末复习总结.docx

工程热力学期末复习总结一、闭口系能量方程的表达式有以下几种形式：Ikg工质经过有限过程：q=u+w(2-1)Ikg工质经过微元过程：的=d"+Sv(2-2)mkg工质经过有限过程：Q=AU+W(2-3)mkg工质经过微元过程：6Q=dU+W(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：w=pdv(2-5)W=pdv(2-6)W=pdV(2-7)=2pdv(2-8)闭口系经历一个循环时，由于U是状态参数，JdU=O,所以<52=<W(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=?+c2+gz+wv2(2-10)=z÷wt(适用于稳定流动系的任何工质、任何过程)q=AZzVdp(2-11)(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。当过程可逆时，W=J:dv。膨胀功往往对应闭口系所求的功。轴功卬，系统通过轴与外界交换的功。开口系，系统与外界交换的功为轴功W-当工质的进出口间的动位能差被忽略时，叱=Wv,所以此时开口系所求的轴功也是技术功。推动功WPUSh开口系因工质流动而传递的功。相当于一假想的活塞把前方的工质推进（或推出）系统所做的功，,=pVO推动功只有在工质流动时才有，当工质不流动时，虽然也有和V,但其乘积并不代表推动功。流动功W/工质流动时，总是从后面获得推动功，而对前面作出推动功,进出质量的推动功之差，称为流动功。wf=P2匕-PM技术功W,技术上可资利用的功。叱=Bnc2÷tng2+Wx当过程可逆时，W；=-(Vdp四、比热容1、比热容的种类（见表二）表二比热容的种类名称质量比热容C体积比热容c'摩尔比热容Me三者之间的关系单位J/(kgK)J/(m3K)J/(kmolK),Mcc=CA=°22.4A-气体在标准状况下的密度定压cPCPMCPJrI3/kg)。定容CVcVMCVC2、平均比热容：c2=-tt2-cr1O2O,2一(2-12)(2-13)3、利用平均比热容计算热量：q=c212-ct'O2O,4、理想气体的定值比热容（见表三）表三理想气体的定值比热容气体种类Cv/J(kgK)cpJ(kgK)kdcV单原子|人1.67双原子1.40多原子1.29其中：R='I""kgK）*MMM一气体的摩尔质量，如空气的摩尔质量为28.96kgkmolo空气的R=&=8314J（kn）IK）=287J/（k.K）最好记住空气的气体常数。gM28.96kgZkmol引入比热容比左后，结合梅耶公式，又可得：Ic1Cp=Kx（2.R=屐万勺Q-15）五、理想气体的热力学能、结、懒（见表四）表四理想气体的热力学能、焰、端类型热力学能焙嫡微元变化du=cvdTdh=cpdTds=cvyr+RVds=Cp号-人彳有限变化（真实比热容）w=JcvdTAh=(CpdT=广CV+RInj,Tgv15=fc-Rn7'*Pl有限变化（定值比热容）w=cvz=CPNr5=cvIn+?InT*v1北D5=cnIn-RnIn玉Px（皓的定义：=w÷pvkJkg,给是状态参数）六、气体主要热力过程的基本计算公式（见表五）表五气体nE要热力过程的基本计算公式过程定容过程定压过程定温过程定炳过程多变过程过程指数CQ01kn过程方程U=常数=常数“U=常数pvk=常数pvn=常数P、V.T的关系Zk=R十一PlZk='Tl%P/=2口2Pl甘=P2V2T(k-lTr=LIv2>-lPN=PivIR=T.ZM",vn-1、Ah、5的计算式=Cv(T2-Tl)/Hh=Cp(T2-Tl)As=cvIn3m=cv(T2-TI)h=cp(T2-TJ加=CplnaAW=OMi=0As=RIn”=4In旦“21cv(T2-T1)Cp(T2-Ti)5=0w=cv(T2-T1)M=CP(TTJ,=cvIn-+RIn-Tisvl=%ln今一人吟iP膨胀功w=jpdvW=OW=(畤)=R8(T2-I)W=Htlnn殳匕=RTn-Piw=-=jJPM2匕)上一1=工"12)K-I卬“一*=迎W-IJ(P1V1-P2V2)l-2)*-fe技术功叱=一1必吗=Kp2-Pi)Wj=0叱=JMP忽略动能、位能的变化时：w=VVwl=kwwl=hxh2wt=nw(H)热量g=J：CdT=Jq=m=Cv(T2-Ti)q=Ah=CPWM)q=TAs=Wq=0q=Rg-T)n-5D比热容CyCPOO0n-kc=1CVn-备注：表中比热容为定值比热容七、压气机工作原理及轴功的计算1、压气机的工作原理2、基本计算公式：Wc=wt=ws="vdp(T1-T2)-ai-2)3、压气机升压比P2/P3压缩终温会五直，容积效率Z下降。4、采用多级压缩的优点是：降低排气温度，节省功的消耗。5、当压气机采用两级压缩时，升压比夕=后,最有力的级间压力：“2=J而，多级（Z级）压缩时：夕=J况。八、热力学第二定律：1、热力学第二定律的实质、表述：克劳修斯说法、开尔文-浦朗克说法。2、热力学第二定律的数学表达式，会利用这些表达式判断过程或循环是否能够实现。克劳修斯积分不等式：痔0等号对可逆循环而言，不等号对不可逆循环成立。等号对可逆过程而言，不等号对不可逆过程成立。.o熠增原理：孤立系统的焙只能增加（不可逆过程）或保持不变（可逆过程），而绝不能减少。任何实际过程都是不可逆过程，只能沿着使孤立系统烯增加的方向进行。注意：克劳修斯积分不等式适用于循环，即针对工质，所以热量、功的正和负都以工质作为对象考虑。炳增原理表达式适用于孤立系统，热量的方向以构成孤立系统的有关物体为对象，它们吸热为正，放热为负。3、卡诺循环及卡诺定理是重点。九、水蒸气1、基本概念：三相点、临界点、饱和状态、ps,ts,湿蒸汽、干饱和蒸汽等。2、水蒸气的定压发生过程：三个阶段。3、水蒸气的一丫图与T-S图特点：一点、两线、三区、五态的含义。4、会查水蒸气表，会查一S图。5、水蒸气的四个基本热力过程。、®、在S图上的表示和热量及功量的计算。十、湿空气1、定义，p=pa+pv2、饱和空气、未饱和空气、绝对湿度、相对湿度、含湿量、给、干球温度、湿球温度、露点温度的含义，湿空气的分子量和气体常数的计算；湿空气的比体积等。3、重点掌握以下计算公式：加VPVPV=F = Q(kgm3)(kgm3)=匹=NPSP3相对湿度户反映了湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度。在某温度，下,8值小,表示空气干燥,具有较大的吸湿能力W值大,表示空气潮湿,吸湿能力小。0=0时，为干空气；0=1时，为饱和空气；O<0<l时,为未饱和空气。WvPVa=一加aPad=622QI.(gkg(a)d=622R(gkg(a)H(PPSRTP=一(1÷O.001606()(m3kg(a)1+0.OOWP=V=l.OU+0.O(Ha(2501+1.85)(kJkg(a)4、掌握湿空气焰-湿图的结构及其应用。已知某状态点，会在焰-湿图上表示这个状态点，并会查出此状态点的其余参数，确定此状态点所对应的湿球温度、露点温度(参看教材p151:例8-3)o4、会用湿空气焰湿图表示湿空气的基本热力过程：加热、等湿冷却、去湿冷却、绝热加湿(等焙过程)、定温加湿、湿空气的混合。会计算过程中吸收或放出的热量、加湿量、去湿量、混合后的状态点的位置等。十一、气体和蒸汽的流动：1基本方程：比=*=常数deAfda十二=UCJVC2dh+d-=04+£l=+1=常数22p/=常数%也=0PV2、理想气体定端流动：a=4kRTM=-aM>l超速流动M=I临界音速流动M<l亚音速流动4、喷管的作用：降压增速。5、喷管的计算（1）滞止参数22九O=阳+5=鱼+万（2）喷管出口流速：c2=2（i-2）=2cp（Tl-T2）注意：h的单位是J（kg.K）k（3）临界压力比：力=庄丫“Pil+特别是：对双原子气体，如空气：尸=0.528,记住这个数据。（4）临界温度：TC=工（5）临界流速：CC=阿彳（6）喷管出口压力P?要根据背压pz,确定。为使气流充分膨胀，对渐缩喷管：Pb>Pcpi=PbLPbPcp2=PC（7）最大流量,力_九inG"max一匕（8）喷管形式的选择：PbPc,渐缩喷管Pb<Pc渐缩渐扩喷管十二、动力循环1、蒸汽动力基本循环一朗肯循环是重点，应切实掌握。（1） 会画其流程图及T-S图。（2） 会能量分析及热效率的计算。（3） 提高朗肯循环热效率的基本途径。2、掌握抽汽回热循环、再热循环的工作原理。3、掌握背压式、调解抽汽式热电循环的工作原理。4、理解内燃机循环的工作原理及相应的三种理论循环。5、掌握燃气轮机循环的工作原理及分析计算是重点，应切实掌握。十三、制冷循环1、空气压缩制冷循环的组成，工作原理及p-y图、T-S图。2、蒸汽压缩制冷循环的组成，工作原理，T-S图。3、什么是Ig-图，图中有哪些线族？蒸汽压缩式制冷循环如何在Ig图上表示,并利用Ig-图进行能量分析及制冷系数的计算。4、热泵的工作原理及供热系数的计算。