热工学课件第三章

工程 上常用 (gōngchéng)
流率
•
Q
lim
0
Q
•
m
lim
0
m
•
W
lim
0
W
•
•
Q dEcv /
u pv c2 / 2 gz
mout
out
•
•
u pv c2 / 2 gz min W net
in
共六十三页
开口(kāi kǒu)系能量方程微分式
热量(rèliàng)
外界热源
系
功
外界功源
统
随物质(wùzhì)传递的能量
外界质源
共六十三页
一、热量(rèliàng)
➢定义 ： (dìngyì)
在温差(wēnchā)作用下,系统与外界通过界面传递的能量。 热量是除功以外另一种形式的能量传递
➢规定: 系统吸热热量为正，系统放热热量为负
➢单位： kJ 或 kcal 且l kcal=4.1868kJ
所传递的一种机械功，表现为流动工质进出系统 使所携带和所传递的一种能量
共六十三页
四、焓
❖焓的定义(dìngyì)式： 焓=内能(nèi 流动 + nénɡ) 功
对于m千克工质：H U pV
对于1千克工质： h=u+ p v
❖焓的物理(wùlǐ)意义：
1．对流动工质(开口系统)，表示沿流动方向传递 的总能量中，取决于热力状态的那部分能量.
当有多条进出口：
•
•
Q dEcv / W net
•
u pv c2 / 2 gz mout out
•
u pv c2 / 2 gz min in

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29
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13
水力工况变化的基本规律（定量计算的基础）
干线各管段的阻力数为SⅠ ,SⅡ SⅢ…SN 支线与用户的阻力系数为S1 ，S2 ,S3… Sn
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14
用户1
PAA S1V12 S1nV 2 V1 V1 / V
S1n S1
PAA S1nV 2 = SⅡ S2n V V1 2
用户2
PBB S2V22 S2n V V1 2
V2
V2 V
S1n .S2n S2 .SⅡn
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第m个用户的相对流量比
V m Vm V
S1n .S2n .S3n Sm .SⅡn .SⅢn
Smn SM n
任意两用户（d和m，且m>d）的流量比
Vm Vd
S(d 1)n .S(d 2)n . S(D1)n .S(D2)n .
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1.水力失调
热水供热系统中各热用户的实际流量与要求流量的不
一致性，称为该热用户的水力失调。其失调程度 可
用热用户的实际流量 值来衡量，即
Vs
与规定（设计）流量
Vg
的比
Vs /Vg
当 当
Vs＞＞Vg1时或，
1，供热系统处于正常水力工况； ＜＜1时，供热系统水力工况严重失
调。
△P不变，总阻力数↑，总流 量↓，供、回水管水压线变得 平缓，供水管水压线在b点 出现急剧下降；用户3、4、 5，本区段阻力数未变，总 作用压力↓，流量按相同比例 ↓，出现一致的等比失调；用 户1、2，作用压力按不同比 例↑，流量也按不同比例↑， 出现不等比的一致失调
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•
•
知道多变过程是热力过程从特殊到一般的更普遍的表达式，会运用
多变过程的规律进行过程的分析、计算。 能将理想气体的各种热力过程表示在p-v图和T-s图上。
2018/8/1
本章难点
1. 比热容的种类较多，理解起来有一定的难度。应
注意各种比热容的区别与联系。在利用比热容计算过程 热量及热力学能和焓的变化量时应注意选取正确的比热 容，不要相互混淆，应结合例题与习题加强练习。 2. 理想气体各种热力过程的初、终态基本状态参数
相应于每一确定温度下的比热容称为气体的真实比热容。
2018/8/1
三、利用比热容计算热量
由比热容的定义式可得
q cdt
t2 t1
因此，温度从t1变到t2所需的热量为
q cdt
t1
t2
f t dt
将 c f t 表示在图上。热力过程l-2 吸收的热量 q t cdt
2018/8/1
比热容
将上式两边同乘以摩尔质量M，可得 摩尔定容热容 摩尔定压热容 等熵指数
Cp,m – CV,m = R

cp cV
迈耶公式
2018/8/1
比热容
2. 温度对比热容的影响
当温度不同时，气体的比热容也不相同。 比热容与温度之间的关系可表示为一曲线关系。
c f t a0 a1t a2t 2
温度变化 1K （或 1℃）所需要吸收或放出的热量称为比 定容热容，也称为质量定容热容，用符号cV表示。 δqV δqV cV 或 cV dt dT
2018/8/1
比热容
• 比定压热容 —— 单位质量气体在定压过程中温度变化 1K （或 1℃）所需要吸收或放出的热量称为比定压热容，也称为 质量定压热容，用符号cp表示。 δq p δq p cp cp 或 dt dT 在一定的温度下，同一种气体的cp值总比cV值大。 理想气体cp与cV之间的关系为：

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定压比热容cp 任意准静态过程 h是状态量，设
q du pdv dh vdp h f (T , p)
h h dh ( )p dT ( )T dp T p h h q ( ) p dT [( )T v]dp T p
Cp is always bigger than Cv
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cv和cp的说明
1、 cv 和 cp ，过程已定, 可当作状态量 。 2、前面的推导没有用到理想气体性质， 所以 u h cv ( ) v cp ( ) p T T 适用于任何气体。 3、 h、u 、s的计算要用cv 和 cp 。
2013-8-21
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⑴ PV = nRT
式中 n —— 气体的千摩尔数，kmol；
R —— 通用气体常数，与气体种类和状态无 关，8.3145 kJ/(kmol· K) P、V、T分别为气体的压力(Pa)、容积(m3)和 温度(K)
2013-8-21
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⑵ PV = mRgT 式中 m —— 气体的质量，kg； Rg —— 气体常数J/(kg· K)，取决于气体 的种类，但与气体的状态无关 Rg与R的关系为: R
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例3-1：一钢瓶的容积为0.03 m3，其内装有 压力为0.7Mpa、温度为20℃的氧气。现由于 使用，压力降至0.28 Mpa，而温度未变。问 钢瓶内的氧气被用去了多少？ 解：根据题意，钢瓶中氧气使用前后的压力、 温度和体积都已知，故可以运用理想气体状态 方程式求得所使用的氧气质量。 氧气处于初态1时的状态方程为：
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热容：物体温度升高1K(1℃)时所需的热 量称为热容。