《工程熱力學(xué)》課件-8 穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用

穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用010203掌握能量方程在鍋爐及熱交換設(shè)備的應(yīng)用掌握能量方程在動(dòng)力機(jī)械的應(yīng)用熟悉方程在其他條件下的應(yīng)用課程要求穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用1鍋爐及熱交換設(shè)備在各種熱量交換器中，主要是實(shí)現(xiàn)冷熱流體的熱量交換，如空氣預(yù)熱器、高低壓回?zé)峒訜崞?、凝汽器等，工質(zhì)流過這類設(shè)備時(shí)與流過鍋爐具有相同的特點(diǎn)，僅交換熱量而無功量交換。穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用1鍋爐及熱交換設(shè)備

化簡

忽略動(dòng)能變化量1/2?c2=0忽略勢能變化量?z=0不輸出軸功，ws=0穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用1鍋爐及熱交換設(shè)備鍋爐及熱交換中，工質(zhì)與外界交換的熱量等于進(jìn)出口工質(zhì)焓的變化量。

若求得的結(jié)果q為正值，則表明工質(zhì)從外界吸熱，若q為負(fù)值，則表明工質(zhì)向外界放熱。穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用1鍋爐及熱交換設(shè)備對于熱交換過程，若以整個(gè)換熱器為研究對象。冷流體焓的增加等于熱流體焓的減少。也就是冷流體吸收的熱量等于熱流體放出的熱量。

穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用來自水泵過熱器爐墻蒸發(fā)管2狀態(tài)1狀態(tài)1kg蒸汽的吸熱量穩(wěn)流能量方程在換熱器中應(yīng)用穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用冷流體進(jìn)口熱流體出口熱流體進(jìn)口冷流體出口狀態(tài)1狀態(tài)2對于熱交換過程，若以整個(gè)換熱器為研究對象。冷流體焓的增加等于熱流體焓的減少。也就是冷流體吸收的熱量等于熱流體放出的熱量。

例題講解

解:取整個(gè)油冷卻器的流體為熱力系統(tǒng)，分析可知Q=0,Wt=0，故

穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用2動(dòng)力機(jī)械動(dòng)力機(jī)械是利用工質(zhì)膨脹而獲得機(jī)械功的熱力設(shè)備，如汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)。工質(zhì)流過汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)時(shí)，壓力降低，對外作功；穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用2動(dòng)力機(jī)械忽略動(dòng)能變化量1/2?c2=0

化簡忽略勢能變化量?z=0忽略散熱q=0

穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用2動(dòng)力機(jī)械

工質(zhì)在動(dòng)力機(jī)械中對外輸出的軸功是依靠工質(zhì)的焓降轉(zhuǎn)變而來的。穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用調(diào)速器（來自鍋爐）靜葉動(dòng)葉汽缸蒸汽乏汽2狀態(tài)1狀態(tài)軸1kg蒸汽做功量穩(wěn)流能量方程在熱力發(fā)電機(jī)中應(yīng)用例題講解【例2-4】某汽輪機(jī)進(jìn)汽流量634t/h，進(jìn)口蒸汽焓h1=3476kJ/kg，出口蒸汽焓h2=2227kJ/kg。試求:(1)汽輪機(jī)功率;(2)若蒸汽進(jìn)口速度c1=50m/s,出口速度c2=100m/s，考慮動(dòng)能對汽輪機(jī)功率有多大影響?解:取汽輪機(jī)內(nèi)腔為開口系統(tǒng)。

(1)

(2)

例題講解【例2-4】某汽輪機(jī)進(jìn)汽流量634t/h，進(jìn)口蒸汽焓h1=3476kJ/kg，出口蒸汽焓h2=2227kJ/kg。試求:(3)若考慮汽輪機(jī)進(jìn)出口高差10m,對汽輪機(jī)功率有多大影響?(4)若考慮汽缸向外界散熱9.5×10kJ/h,對汽輪機(jī)功率有多大影響?解:取汽輪機(jī)內(nèi)腔為開口系統(tǒng)。(3)(4)

忽略動(dòng)能變化量1/2?c2=0忽略勢能變化量?z=0忽略散熱q=0

課堂練習(xí)

AD穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用3壓縮機(jī)械壓縮機(jī)械是利用工質(zhì)壓縮而消耗機(jī)械功的熱力設(shè)備，如泵與風(fēng)機(jī)。當(dāng)工質(zhì)流經(jīng)泵、壓氣機(jī)、風(fēng)機(jī)這些壓縮機(jī)械時(shí)，壓力增加，外界對工質(zhì)作功，情況與動(dòng)力機(jī)械剛好相反；

工質(zhì)在壓縮機(jī)械中被壓縮時(shí)，外界所消耗的功等于工質(zhì)焓的增加。穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用1kg工質(zhì)耗功量進(jìn)水狀態(tài)1出水狀態(tài)2水泵出風(fēng)狀態(tài)2進(jìn)風(fēng)狀態(tài)1風(fēng)機(jī)穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用4噴管和擴(kuò)壓管噴管與擴(kuò)壓管在工程上具有廣泛的應(yīng)用。噴管是通過流體的膨脹而獲得高速流體的一種設(shè)備，擴(kuò)壓管是利用流體的動(dòng)能降低來獲得高壓流體的一種設(shè)備。穩(wěn)流能量方程在噴管中應(yīng)用穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用4噴管和擴(kuò)壓管沒有軸功ws=0

化簡忽略勢能變化量?z=0忽略散熱q=0

穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用4噴管和擴(kuò)壓管

工質(zhì)動(dòng)能的增加等于其焓的減少。在噴管中流體的動(dòng)能增加，焓值必然降低；在擴(kuò)壓管中，流體的動(dòng)能減小，焓值必然增大。穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用擴(kuò)壓管進(jìn)氣口葉輪蝸殼出氣口出口擴(kuò)壓器2狀態(tài)1狀態(tài)出口動(dòng)能減小穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用5絕熱節(jié)流工質(zhì)流過閥門時(shí)，流動(dòng)截面突然收縮，由于存在流動(dòng)阻力會造成流體壓力降低的現(xiàn)象。節(jié)流是不可逆過程。離閥門不遠(yuǎn)的兩個(gè)截面的流動(dòng)可用穩(wěn)定流動(dòng)的能量方程式。流動(dòng)可以看作是絕熱的q＝0，不對外作功ws＝0，忽略動(dòng)、