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工程热力学基础知识介绍

作者:污水热能回收机  来源:www.xchbjn.com   更新时间:2017-01-16  阅读数:116
一、基本概念
工质:工作介质的简称。工质的状况参数有六个:
1)压力
2)温度
3)比容:指单位工质所具有的容积。用γ表明。
γ=V/m (单位:mз/kg)
气体比容的倒数为气体的密度。
4)内能:指气体的内位能与内动能之和,用u表明。
5)焓:是一个表明能量的状况参数,用h表明。它由内能和推进功构成,即
h=u+pv
6) 熵:是一个导出的状况参数,它表明能量的传递方向。
用s表明。

二、热力学两大规律
热力学第一规律:热能够变为功,功也能够变为热。一定量的热消失时,必发生与之数量适当的功;耗费一定量的功时,也必呈现相应数量的热。
热力学第二规律:热量不可能自觉的,无条件的从低温物体传到高温物体。

三、热力进程
热力进程指工质由一种状况改变为另一种状况所经过的路径。常见的热力进程有:定容进程、定压进程、定温进程、绝热进程。
理想气体状况方程:PV=nRT
1)定容进程:V=定值, P1/P2=T1/T2
定容进程中,工质不输出胀大功,加给工质的热量未转化为机械能,悉数用于添加工质的热力学能,因此工质温度升高。
2)定压进程:P=定值,V1/V2=T1/T2
定压进程中,工质流过换热器等设备时,不对外做技能功,这时工质吸收热量转化的机械能悉数用来保持工质的活动。
3)定温进程:T=定值,P1V1=P2V2
定温进程中,因为热力学能不变,所以在定温胀大时吸收的热量,悉数转化未胀大功。
4)绝热进程:ΔQ=0
绝热进程中,工质所作的技能功等于焓降,与外界无能量交流,进程功只来自工质自身的能量变换。

四、热力循环
一个热力体系经过一系列的热力改变,最后又回到原来完全相同的状况称为热力循环。余热电站的热力循环即为简略的朗肯循环。

0→1:水在锅炉内预热,汽化并过热,变为过热蒸汽,是一个定压吸热进程。
1→2:过热蒸汽进入汽轮机胀大做功,放热,是一个绝热胀大进程。
2→3:乏汽进入凝汽器,凝聚成水,是一个定压冷凝进程。
3→4:凝聚水经给水泵提压后进入锅炉,是一个绝热紧缩进程。
朗肯循环是由两个定压进程和两个绝热进程构成的最简略的蒸汽动力循环。其循环热效率等于汽轮机中转变为功的有用热与锅炉吸收的总热量之比。

五、几个实际问题
工程中常要处理流体或蒸汽在管路设备,如喷管、扩压管、节省阀内的活动状况,下面就对喷管和节省做一个简略介绍。
1)喷管
喷管即是经过流道截面积的改变,使流体的速度和压力发生相应改变的设备。通常喷管可分为渐缩喷管,渐扩喷管和缩放喷管等。电站中用到的射水、射汽抽汽器用的即是缩放喷管的方式。
①渐缩喷管:横截面积逐步变小,流体速度增大,压力降低。
②渐扩喷管:横截面积逐步变大,流体速度减小,压力添加。
③缩放喷管(拉法尔喷管):横截面积先缩小后变大,流体流速先变大后变小,压力先减小后增大。喷管最小截面处称为喉部。喉部的流速称为临界流速,即为声响的速度。
2)节省
流体经过突然缩短的截面,如阀门、孔板、节省圈等部件而发生压力降低的景象称为节省。电站中用到的流量变送器即是使用节省孔板发生的压力差来进行流量测量的。


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