热力学第一定律—稳定流动能量方程式的应用（热力学基础）.pptx

动力机械

动力机械

动力机械是利用工质膨胀而获得机械功的热力设备，如汽轮机或燃气轮机。

动力机械

工质流过汽轮机或燃气轮机时，压力降低，对外作功；进口和出口工质速度相差不多，相对高度变化细微，动能差和位能差很小；工质向外界略有散热损失，q为负数，但通常因为这些设备都采用了保温措施故散热损失数量不大，相对于轴功量可忽略不计。

动力机械

动力机械

工质在动力机械中对外输出的轴功是依靠工质的焓降转变而来的。

动力机械

锅炉及热交换设备

锅炉及热交换设备

在各种热量交换器中，主要是实现冷热流体的热量交换，如空气预热器、高低压回热加热器、凝汽器等，工质流过这类设备时与流过锅炉具有相同的特点。

锅炉及热交换设备

忽略流动阻力损失，水在锅炉及热交换器中可视为定压吸热变为过热蒸气，故，且工质对外不输出功，ws=0。因过程中工质的高度变化一般只有几十米，位能增量相对很小，可以忽略不计。同样，工质动能增量也远远小于吸热量。也可以忽略不计。

锅炉及热交换设备

锅炉及热交换设备

锅炉及热交换中，工质与外界交换的热量等于进出口工质焓的变化量。

若求得的结果q为正值，则表明工质从外界吸热，若q为负值，则表明工质向外界放热。

锅炉及热交换设备

锅炉及热交换设备

状态参数焓

状态参数焓

在分析工质流动过程中的能量转换时，热力学能u与流动功pv两项经常同时出现，为了方便起见，把它们一起定义为一个新的状态参数——焓。

状态参数焓

显然，此处的焓是指单位质量的焓，又称比焓。

要计算工质的总焓，需乘以总质量m，即

状态参数焓

焓的物理意义：流动工质携带的决定于热力状态的能量

喷管与扩压管

喷管与扩压管

喷管与扩压管在工程上具有广泛的应用。喷管是通过流体的膨胀而获得高速流体的一种设备，扩压管是利用流体的动能降低来获得高压流体的一种设备。

喷管与扩压管

喷管与扩压管的共同特点是进出口的动能变化比较大，没有轴功的交换，即ws=0。又由于气流高速通过，因而与外界交换的热量很小，可认为q=0，同时工质相对高度基本不变，位能差为零。

喷管与扩压管

喷管与扩压管

工质动能的增加等于其焓的减少。在喷管中流体的动能增加，焓值必然降低；在扩压管中，流体的动能减小，焓值必然增大。

压缩机械

压缩机械

压缩机械是利用工质压缩而消耗机械功的热力设备，如泵与飞机。

压缩机械

当工质流经泵、压气机、风机这些压缩机械时，压力增加，外界对工质作功，情况与动力机械刚好相反；工质向外界散热，q为负数，但由于工质流经设备的时间很短，散热量通常可以忽略；进出口动能、位能差都很小。

压缩机械

压缩机械

工质在压缩机械中被压缩时，外界所消耗的功等于工质焓的增加。

压缩机械