（優選）第七講等熵過程及壓氣機熱力過程當前第1頁\共有21頁\編于星期三\8點2）T—s圖上定容、定壓過程線的相互位置從相同狀態點出發，定容線比定壓線?dT/ds值

:定壓過程dT/ds=T/cp

定容過程dT/ds=T/cV

b.冷卻過程a.加熱過程陡!當前第2頁\共有21頁\編于星期三\8點定熵過程的變值比熱容計算

適用情況：精度要求比較高的工程計算1）平均絕熱指數方法計算

過程方程：pvk=定值

問題：當T2未知時，確定km值比較困難

2）按氣體熱力性質表數據計算

定熵過程

Δs=0

由熱力性質表查得溫度T2

當前第3頁\共有21頁\編于星期三\8點N2氣體被可逆絕熱壓縮，初態p1=105Pa，T1=300K，終態p1=8×105Pa。求終態溫度T2及壓縮5kmolN2氣體的壓縮過程功和所需要的軸功。按（1）定值絕熱指數；（2）平均絕熱指數；（3）熱力性質表。

例題4.3解：

(1)定值絕熱指數

由表3.2，CV，m=0.741×28=20.75J/mol·K；

Cp，m=1.038×28=29.06J/mol·K當前第4頁\共有21頁\編于星期三\8點(2)按平均絕熱指數：

在27℃(300K)時

在267℃（540K）

近似平均值：

當前第5頁\共有21頁\編于星期三\8點（3）按熱力性質表

300K：當前第6頁\共有21頁\編于星期三\8點Hm1=8723.9J/mol；Hm2=15806J/mol

W=Ws/k=－3.5415×104/1.395=－2.5387×104kJ結果比較(1)543.4(2)540.5(3)541.3附表9，得T2=541.3K

Ws=－n(Hm2－Hm1)=－5×103×(15806－8723)=－3.5415×104kJ當前第7頁\共有21頁\編于星期三\8點多變過程

實際過程的多樣性

指數n叫多變指數

對一個過程，n值可以保持不變，不同的過程有不同的n值；或一個過程中，在不同的局部中n是變化的

多變指數n的確定原則：

多變過程的參數關系

多變過程熱力學能、焓、熵

Δu＝cvΔT，Δh＝cpΔT

實驗：請課代表安排4人一小組，每次2組當前第8頁\共有21頁\編于星期三\8點1kg空氣分兩種情況進行熱力過程，均作膨脹功300kJ。一種情況下，吸熱380kJ；另一種情況下吸熱210kJ。問兩種情況下空氣的熱力學能變化多少？若兩種過程都是多變過程，求多變指數，并將兩個過程在同一p—v圖和T—s圖上繪出。（按定值比熱容計算）

例題4.4解：1）按第一定律觀點

Δu=q+w

Δu1=380－300=80kJ/kgΔu2=210－300=－90kJ/kg

查附表3cv=0.717kJ/kg·KRg=0.287kJ/kg·Kk=1.4

ΔT1=Δu1/cv=80/0.717=111.6KΔT2=Δu2/cv=－90/0.717=－125.5K

2）多變指數過程初終狀態參數？

當前第9頁\共有21頁\編于星期三\8點比熱容的原始定義：

多變過程膨脹功表達式中需要有多變指數能量守恒：當前第10頁\共有21頁\編于星期三\8點圖0<n1<n2<k

當前第11頁\共有21頁\編于星期三\8點4.5壓氣機的熱力過程分析

4.5.1理想壓縮機的假設4.5.2理想壓氣機耗功

4.5.3三種過程耗功的比較

4.5.3分級壓縮中間冷卻分析4.5.4余隙容積對壓氣機工作的影響4.5.5摩擦對壓氣過程的影響

本節內容：當前第12頁\共有21頁\編于星期三\8點假設：1）活塞上死點與氣缸頭之間的間隙—余隙容積忽略；2）進排氣壓力損失忽略；3）壓縮過程可逆。滿足上述條件的壓氣機稱理想壓氣機。重要參數指標定義：排氣壓力與進氣壓力之比稱增壓比

π＝p2/p1

余隙容積當前第13頁\共有21頁\編于星期三\8點全過程應包括有：吸氣、壓縮、排氣三個過程，故是開口系統，壓縮機耗功應該是技術功。當進口動能差、位能差忽略時即為軸功

基本分析吸氣過程：由假設2）0—1：進氣過程外界對壓縮機作功p1(v1-0)壓縮過程：由假設3）1—2：有三種情況：等熵、等溫、多變1）等熵當前第14頁\共有21頁\編于星期三\8點2）等溫3）多變排氣過程：由假設2）

p2(0-v2)因此：壓氣機消耗的功為1）等熵：當前第15頁\共有21頁\編于星期三\8點2）等溫：3）多變：注意：壓氣機所消耗的功為技術功因此上述分析可以這樣：開口系統能量方程：

q=Δh+wt

對等熵和多變過程，設定絕熱：

q=0→wt=－Δh1）等熵過程焓值計算：當前第16頁\共有21頁\編于星期三\8點2）多變過程焓值計算：等溫過程計算按照放熱量等于功分析通常壓氣機的壓縮功消耗用壓縮比表示當前第17頁\共有21頁\編于星期三\8點三種過程的比較

三種過程在示功圖比較1）耗功量見圖4.9，由p—v圖分析，當π相同、初態相同時，有2）終溫，當π相同時當前第18頁\共有21頁\編于星期三\8點對壓縮機影響等熵壓縮過程壓縮終了的氣體溫度最高

—對壓氣機工作不利

等溫壓縮比較有利，但實際做不到多變過程介于上述兩種情況中間實際工程中，常采用強化壓縮過程的散熱或采用分級壓縮中間冷卻措施，以起到既降低耗功和終溫，又提高增壓比的目的當前第19頁\共有21頁\編于星期三\8點

兩級壓縮，中間冷卻原理中間冷卻的壓縮機過程分析忽略不可逆損失時耗功