第八章 气体和蒸汽的流动
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热⼯基础知识热⼯基础知识1、⽔和⽔蒸汽有哪些基本性质?答:⽔和⽔蒸汽的基本物理性质有:⽐重、⽐容、汽化潜热、⽐热、粘度、温度、压⼒、焓、熵等。
⽔的⽐重约等于1(t/m3、kg/dm3、g/cm3)蒸汽⽐容是⽐重的倒数,由压⼒与温度所决定。
⽔的汽化潜热是指在⼀定压⼒或温度的饱和状态下,⽔转变成蒸汽所吸收的热量,或者蒸汽转化成⽔所放出的热量,单位是:KJ/Kg。
⽔的⽐热是指单位质量的⽔每升⾼1℃所吸收的热量,单位是KJ/ Kg· ℃,通常取4.18KJ。
⽔蒸汽的⽐热概念与⽔相同,但不是常数,与温度、压⼒有关。
2、热⽔锅炉的出⼒如何表达?答:热⽔锅炉的出⼒有三种表达⽅式,即⼤卡/⼩时(Kcal/h)、吨/⼩时(t/h)、兆⽡(MW)(1)⼤卡/⼩时是公制单位中的表达⽅式,它表⽰热⽔锅炉每⼩时供出的热量。
(2)"吨"或"蒸吨"是借⽤蒸汽锅炉的通俗说法,它表⽰热⽔锅炉每⼩时供出的热量相当于把⼀定质量(通常以吨表⽰)的⽔从20℃加热并全部汽化成蒸汽所吸收的热量。
(3)兆⽡(MW)是国际单位制中功率的单位,基本单位为W (1MW=106W)。
正式⽂件中应采⽤这种表达⽅式。
三种表达⽅式换算关系如下:60万⼤卡/⼩时(60×104Kcal/h)≈1蒸吨/⼩时〔1t/h〕≈0.7MW3、什么是热耗指标?如何规定?答:⼀般称单位建筑⾯积的耗热量为热耗指标,简称热指标,单位w/m2,⼀般⽤qn表⽰,上表数据只是近似值,对不同建筑结构,材料、朝向、漏风量和地理位置均有不同,纬度越⾼的地区,热耗指标越⾼。
4、如何确定循环⽔量?如何定蒸汽量、热量和⾯积的关系?答:对于热⽔供热系统,循环⽔流量由下式计算:G=[Q/c(tg-th)]×3600=0.86Q/(tg-th)式中:G - 计算⽔流量,kg/hQ - 热⽤户设计热负荷,Wc - ⽔的⽐热,c=4187J/ kgo℃tg﹑th-设计供回⽔温度,℃⼀般情况下,按每平⽅⽶建筑⾯积2~2.5 kg/h估算。
⼯程热⼒学概念整理⼯程热⼒学与传热学概念整理⼯程热⼒学第⼀章、基本概念1.热⼒系:根据研究问题的需要,⼈为地选取⼀定范围内的物质作为研究对象,称为热⼒系(统),建成系统。
热⼒系以外的物质称为外界;热⼒系与外界的交界⾯称为边界。
2.闭⼝系:热⼒系与外界⽆物质交换的系统。
开⼝系:热⼒系与外界有物质交换的系统。
绝热系:热⼒系与外界⽆热量交换的系统。
孤⽴系:热⼒系与外界⽆任何物质和能量交换的系统3.⼯质:⽤来实现能量像话转换的媒介称为⼯质。
4.状态:热⼒系在某⼀瞬间所呈现的物理状况成为系统的状态,状态可以分为平衡态和⾮平衡态两种。
5.平衡状态:在没有外界作⽤的情况下,系统的宏观性质不随时间变化的状态。
实现平衡态的充要条件:系统内部与外界之间的各种不平衡势差(⼒差、温差、化学势差)的消失。
6.强度参数:与系统所含⼯质的数量⽆关的状态参数。
⼴延参数:与系统所含⼯质的数量有关的状态参数。
⽐参数:单位质量的⼴延参数具有的强度参数的性质。
基本状态参数:可以⽤仪器直接测量的参数。
7.压⼒:单位⾯积上所承受的垂直作⽤⼒。
对于⽓体,实际上是⽓体分⼦运动撞击壁⾯,在单位⾯积上所呈现的平均作⽤⼒。
8.温度T:温度T是确定⼀个系统是否与其它系统处于热平衡的参数。
换⾔之,温度是热⼒平衡的唯⼀判据。
9.热⼒学温标:是建⽴在热⼒学第⼆定律的基础上⽽不完全依赖测温物质性质的温标。
它采⽤开尔⽂作为度量温度的单位,规定⽔的汽、液、固三相平衡共存的状态点(三相点)为基准点,并规定此点的温度为273.16K。
10状态参数坐标图:对于只有两个独⽴参数的坐标系,可以任选两个参数组成⼆维平⾯坐标图来描述被确定的平衡状态,这种坐标图称为状态参数坐标图。
11.热⼒过程:热⼒系从⼀个状态参数向另⼀个状态参数变化时所经历的全部状态的总和。
12.热⼒循环:⼯质由某⼀初态出发,经历⼀系列状态变化后,⼜回到原来初始的封闭热⼒循环过程称为热⼒循环,简称循环。
13.准平衡过程:由⼀系列连续的平衡状态组成的过程称为准平衡过程,也成准静态过程。
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考点精讲工程热力学考试指导及课程说明主讲:程老师沈维道《工程热力学》考研辅导课程1、沈维道《工程热力学》考点精讲及复习思路2、沈维道《工程热力学》名校真题解析及典型题精讲精练3、沈维道《工程热力学》冲刺串讲及模拟四套卷精讲本课程使用教材《工程热力学》第三版作者:沈维道,蒋智敏,童钧耕主编出版社:高等教育出版社出版时间:2001-6-1《工程热力学》第4版作者:沈维道,童钧耕主编出版社:高等教育出版社出版时间:2007-6-1《工程热力学》第4版作者:曾丹岺主编出版社:高等教育出版社出版时间:2002-12-1《工程热力学》作者:朱明善等编著出版社:清华大学出版社出版时间:2011-6-1《工程热力学》作者:冯青,李世武,张丽编著出版社:西北工业大学出版社出版时间:2006-9-1《工程热力学》(第三版)作者:华自强,张忠进编出版社:高等教育出版社出版时间:2000-7-1《工程热力学》第二版作者:毕明树、冯殿义、马连湘编出版社:化学工业出版社出版时间:2008-1-1《工程热力学》作者:朱明善等编著出版社:清华大学出版社出版时间:1995-7-1《工程热力学》第四版作者:华自强等编出版社:高等教育出版社出版时间:2009-11-1《工程热力学》(第五版)作者:廉乐明等编出版社:中国建筑工业出版社出版时间:2007-1-1《工程热力学》作者:王修彦主编出版社:机械工业出版社出版时间:2008-1-1《工程热力学》作者:严家騄,王永青编著出版社:中国电力出版社出版时间:2007-9-1考试分值分布一般来说,在硕士研究生入学考试中,工程热力学专业课满分为150分。
大家首先要认真仔细地阅读自己打算报考院校的招生简章,确定考试教材,然后阅读考试大纲,确认考试范围。
尤其是,要根据近年(一般三年内)的真题,了解分值的分布、题型,以及该院校出题的倾向和偏好。
考试分值分布考研的工程热力学试题,一般来说题型分为两大类:概念题和计算题。
第八章 气体与蒸汽的流动工程中,常要处理气体与蒸汽在管路设备,如喷管、扩压管、节流阀内的流动过程。
例如蒸汽轮机、燃气轮机等动力设备中,使高压的气体通过喷管,产生高述度流动,然后利用高述气流冲击叶轮旋转而输出机械功。
火箭尾喷管,喷射式抽气器及扩压管等是工程上常见的另一些实例。
此外,热力工程上还常遇到 气体或蒸汽流经 门、孔板等狭窄通道时产生的节流现象。
本章主要讨论气体在流经喷管等设备时气流参数变话与流道截面积的关系及流动过程中气体能量传递和转化等问题。
此外还将简要地讨论绝热节流过程。
流体在流经空间任何一点时,其全部参数都不随时间而变化的流动过程。
称为稳定流动。
工程中,最常见的工则的流动都是稳定的或接近稳定的流动。
严格地说。
运动流体在流道的同截面上的不同点,由于受摩插力及传热等影响,流述、压力、温度等参数也有所不同,但为研就问题简变起见,常取同一 截面上某参数的平均植作为该面上各点该参数的植,这眼样问题就可简化为沿流动方向上的一维问题。
实际流动问题都是不可逆的,而且流动过程中工质可能与外界有热量交换。
但是。
一般热力管道外都包有隔热保温材料,而且流体流过如喷管这样的设备的时简很短,与外界的换热也很小,为简便起见,把问题看成可逆绝热过程,由此而造程,由此而造成的误差利用实验系数修正。
因此,本章主要讨论可逆绝热过程,由此而造成的误差利用实验系数修正。
因此,本章主要讨论可逆绝热的一维稳定流动。
第一节 稳定流动的基本方程式一、连续性方程定流动中,任一截面的一切参数均不随时简而变,故流经一定截面的质量流量应为定植,不随时简而变。
设图8—1中流经截面1—1和2—2的质量分别为q m 1q m 2,流速为cfl 和cf2,比体积为v1和v2,流道截面面积为A1、A2。
若在此两截面间没有引进或排出流体,则据质量守恒原理有将上式微分,并整理得图8—1一维稳定流动常数=Α==Α=Α===vc v c v c q q q f 22f 211f 1m 2m 1m L (8—1) 0=−+Αvdv c dc A d f f (8—la ) 式(8—1)称做稳定流动的连续性方程式。
工程热力学知识点总结工程热力学知识点总结总结是指对某一阶段的工作、学习或思想中的经验或情况加以总结和概括的书面材料,它可以帮助我们总结以往思想,发扬成绩,为此要我们写一份总结。
你想知道总结怎么写吗?下面是小编帮大家整理的工程热力学知识点总结,欢迎大家分享。
第一章、基本概念1、边界边界有一个特点(可变性):可以是固定的、假想的、移动的、变形的。
2、六种系统(重要!)六种系统分别是:开(闭)口系统、绝热(非绝热)系统、孤立(非孤立)系统。
a.系统与外界通过边界:功交换、热交换和物质交换.b.闭口系统不一定绝热,但开口系统可以绝热。
c.系统的取法不同只影响解决问题的难易,不影响结果。
3、三参数方程a.P=B+Pgb.P=B-H这两个方程的使用,首先要判断表盘的压力读数是正压还是负压,即你所测物体内部的绝对压力与大气压的差是正是负。
正用1,负用2。
ps.《工程热力学(第六版)》书8页的系统,边界,外界有详细定义。
第二章、气体热力性质1、各种热力学物理量P:压强[单位Pa]v:比容(单位m^3/kg)R:气体常数(单位J/(kg*K))书25页T:温度(单位K)m:质量(单位kg)V:体积(单位m^3)M:物质的摩尔质量(单位mol)R:8.314kJ/(kmol*K),气体普实常数2、理想气体方程:Pv=RTPV=m*R。
*T/MQv=Cv*dTQp=Cp*dTCp-Cv=R另外求比热可以用直线差值法!第三章、热力学第一定律1、闭口系统:Q=W+△U微元:δq=δw+du (注:这个δ是过程量的微元符号)2、闭口绝热δw+du=03、闭口可逆δq=Pdv+du4、闭口等温δq=δw5、闭口可逆定容δq=du6、理想气体的热力学能公式dU=Cv*dT一切过程都适用。
为什么呢?因为U是个状态量,只与始末状态有关、与过程无关。
U是与T相关的单值函数,实际气体只有定容才可以用6、开口系统ps.公式在书46页(3-12)7、推动功Wf=P2V2-P1V1(算是一个分子流动所需要的微观的能量)a、推动功不是一个过程量,而是一个仅取决于进出口状态的状态量。
第一章基本概念与定义1.答:不一定。
稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定2.答:这种说法是不对的。
工质在越过边界时,其热力学能也越过了边界。
但热力学能不是热量,只要系统和外界没有热量地交换就是绝热系。
3.答:只有在没有外界影响的条件下,工质的状态不随时间变化,这种状态称之为平衡状态。
稳定状态只要其工质的状态不随时间变化,就称之为稳定状态,不考虑是否在外界的影响下,这是他们的本质区别。
平衡状态并非稳定状态之必要条件。
物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。
平衡状态不一定为均匀状态,均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。
4.答:压力表的读数可能会改变,根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。
当地大气压不一定是环境大气压。
环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。
5.答:温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。
6.答:任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。
由于经验温标依赖于测温物质的性质,当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时,除选定为基准点的温度,其他温度的测定值可能有微小的差异。
7.答:系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化的原因。
8.答:(1)第一种情况如图1-1(a),不作功(2)第二种情况如图1-1(b),作功(3)第一种情况为不可逆过程不可以在p-v图上表示出来,第二种情况为可逆过程可以在p-v图上表示出来。
9.答:经历一个不可逆过程后系统可以恢复为原来状态。
系统和外界整个系统不能恢复原来状态。
10.答:系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后,系统恢复到原来状态,外界没有变化;若存在不可逆因素,系统恢复到原状态,外界产生变化。
11.答:不一定。
主要看输出功的主要作用是什么,排斥大气功是否有用。
第二章 热力学第一定理1.答:将隔板抽去,根据热力学第一定律w u q +∆=其中0,0==w q 所以容器中空 气的热力学能不变。
科目代码:816 科目名称:工程热力学满分:150分基本要求1.熟练掌握热力学两个基本定律。
2.了解常用工质的热力学性质(包括图表〕。
3.熟练掌握理想气体热力过程的计算。
4.熟练掌握分析计算典型热力过程和热力循环的做功、传热量。
基本内容1.绪论热能及其利用。
工程热力学的研究对象。
2.基本概念热力学系统。
状态。
平衡。
状态参数。
状态公理。
状态方程。
热力参数及坐标图。
功和热量。
热力过程。
准静态过程,可逆过程和不可逆过程。
热力循环。
3.热力学第一定律热力学第一定律的实质。
热力学能。
焓。
热力学第一定律在开口系统和闭口系统的表达式。
储存能。
稳定流动能量方程及其应用。
4.气体性质理想气体模型及其状态方程。
实际气体模型及其状态方程。
临界参数。
对比态及其定律。
压缩因子。
理想气体比热。
混合气体的性质。
5.理想气体基本热力过程及气体压缩定压、定容、定温和可逆绝热过程。
多变过程。
气体压缩轴功。
余隙。
压缩机多级压缩和中间冷却过程分析。
6.热力学第二定律热力学第二定律的实质及表述。
卡诺循环和卡诺定理。
熵。
孤立系统熵增原理。
7.水蒸汽和湿空气蒸发,冷凝,沸腾,汽化。
定压发生过程。
水蒸气图表。
水蒸气基本热力过程。
湿空气性质。
湿空气焓湿图。
湿空气基本热力过程。
8.气体和蒸汽的流动一维稳态流动的基本特性和基本方程。
流速。
音速。
流量。
临界状态。
绝热节流。
9.动力循环朗肯循环。
回热和再热循环。
热电循环。
内燃机循环。
10.致冷循环空气压缩致冷循环。
蒸汽压缩致冷循环。
吸收式致冷循环。
热泵。