第七章压缩膨胀动力循环与制冷循环详解.ppt

第七章 压缩、膨胀、动力循环与制冷循环 前言 热能和功之间如何实现互相转化？——通过工质在循环过程中的状态变化而实现的。 7.1 气体的压缩与膨胀 1.气体压缩－就压缩型式而言 压缩过程—将体积从V2 压缩到V1，有如下三种途径： (1) 一次等外压压缩 在外压为P1下，一次从V2压缩到V1 ，环境对体系所作的功为： 7.1 气体的压缩与膨胀 (4) 可逆膨胀过程 7.1 气体的压缩与膨胀 从以上的膨胀与压缩过程看出: 功与变化的途径有关。 虽然始终态相同，但途径不同，所作的功也大不相同。 显然，可逆膨胀，体系对环境作最大功； 可逆压缩，环境对体系作最小功。 7.1 气体的压缩与膨胀 7.1 气体的压缩与膨胀 气体压缩过程的变化规律以及理论功耗的计算 7.1 气体的压缩与膨胀 7.1 气体的压缩与膨胀 7.1 气体的压缩与膨胀 7.1 气体的压缩与膨胀 7.1 气体的压缩与膨胀 7.1 气体的压缩与膨胀 7.1 气体的压缩与膨胀 7.1 气体的压缩与膨胀 7.1 气体的压缩与膨胀 7.1 气体的压缩与膨胀 7.1 气体的压缩与膨胀 7.1 气体的压缩与膨胀 7.2 膨胀过程 7.2 膨胀过程 7.2 膨胀过程 （5）利用节流过程，获得低温和冷量 Joule-Thomson效应 节流过程（throttling proces) 节流过程（throttling proces) 节流过程的U和H 节流过程的U和H 焦––汤系数定义： 由焦-汤系数定义，可知，在T-p图的等焓线上任一点的斜率即为该点的 转化温度（inversion temperature) 等焓线（isenthalpic curve) 等焓线（isenthalpic curve) 转化曲线（inversion curve) 转化曲线（inversion curve) 转化曲线（inversion curve) 转化曲线（inversion curve) 节流膨胀原理 如何求μJ-T？ 1、T-S图上求△TH §7.2.2对外作功的绝热膨胀 对外作功绝热膨胀的温度降 节流膨胀与等熵膨胀的比较 § 7.3 蒸汽动力循环 蒸汽动力循环： 是以蒸汽为工质，将热连续地转变成功的过程，其主要设备是各种热机。 产功的过程。如火力发电厂，大型化工厂 常用的工质是水蒸气 冷冻循环： 是将热连续地由低温处输送到高温处的过程，其主要设备是热泵。 耗功的过程。 -100 ℃以上为普冷， -100 ℃以下为深冷。 前言 卡诺循环的缺点 复习：T-S图及其应用 复习： T-S图及其应用 复习： T-S 图的优点： 实际与理想朗肯循环的比较 例1有一理想朗肯循环，在40bar和0.08bar的压力之间操作，锅炉产生的是 400℃的过热蒸气，冷凝器所用的冷却水的温度为25℃。求1）Q1，Q0；2）透平作的理论功和水泵消耗的理论功，3）热效率η，气耗率SSC，并试对此循环作热力学分析。 例1 有一理想朗肯循环，在40bar和0.08bar的压力之间操作，锅炉产生的是 400℃的过热蒸气，冷凝器所用的冷却水的温度为25℃。求1）Q1，Q2；2）透平作的理论功和水泵消耗的理论功，3）热效率η，气耗率SSC，并试对此循环作热力学分析。 例题5-1某蒸汽动力装置按理想朗肯循环工作, 锅炉压力为40×105Pa, 产生440℃的过热蒸汽, 乏气压力为0.04×105Pa, 蒸汽流量为60T/hr, 试求: (1)过热蒸汽每小时从锅炉中的吸热量与乏气每小时在冷凝器中放出的热量和乏气的湿度 (2) 汽轮机作出的理论功率与泵消耗的理论功率. (3) 循环的热效率 根据有关条件, 由水蒸汽表查出有关数据: 例2： 同例1，但透平机的等熵效率为0.85。 实际与理想朗肯循环的比较 §7.3 .2蒸汽参数对的热效率的影响 (1) 蒸气温度的影响 (2) 蒸汽压力的的影响 §7.3.3 朗肯循环的改进 1、回热循环： 回热循环与朗肯循环比较 回热循环的计算 2、再热循环 §7.3.3 制冷循环及原理 气体绝热膨胀制冷原理 制冷原理：高压常温气体通过绝热膨胀变为低温液体，此液体作为工质再去冷却需要低温的物体。 获得低温的方法有两种： §5.2.1 节流膨胀（等H） §5.2.2 对外作功的绝热膨胀（等S） §6.2.1 节流膨胀 流体通过节流阀门或多孔塞，如节流膨胀或绝热闪蒸过程。 ∵ Q=0 Ws=0， ?u2=0，g? Z=0 ， ∴ ?H=0 利用节流过程，获得低温和冷量 Joule-Thomson效应 节流过程（throttling proces) 节流过程（throttling proces)