化工热力学复习总结

1、第2章流体的P-V-T关系1. 掌握状态方程式和用三参数对应态原理计算PVT性质的方法。2. 了解偏心因子的概念，掌握有关图表及计算方法。1. 状态方程：在题意要求时使用该法。 范德华方程：常用于公式证明和推导中。 R K方程： 维里方程：2. 普遍化法：使用条件：在不清楚用何种状态方程的情况下使用 三参数法： 普遍化压缩因子法 普遍化第二维里系数法3、Redlich-Kwong( RK)方程归愛“42748愛Pc3、Soave (SRK)方程RT a巨-甲+B)= 0 42748-P£i = 0.08664PcRTa4、Peng-Robinson ( PR)方程R2T 2"

2、;5724Trb =0.0778 理PC型-5高次型状态方程5、virial 方程virial方程分为密度 +?+£+一 型: -v F ''和压力型：Z = 1+C'p2 + 第3章纯物质的热力学性质G=H-TSMaxwell关系式1、热力学性质间的关系dU =TdS - pdVH=U+PVdT d SVdA=U-TSd A- - Sd T-p d VdG= -Sd T Vd p;:P：N?S转换公式：f IV.cY iV.cZ .A l点X ,k一1?S汀 V W T汀 P:P TC-Cr = T3.2计算：H和US的方法1状态方程法： dH = C dT

3、dTpVl2剩余性质法：普遍化压缩因子图R 0R 1hT (H )(H )RTCRTc=RTc普遍化的第二维里系数方法HtIprB1RTct dB1_TrdTr丿dTrdB0 dB1 '+codTr丿B0"083 一寮rB10 172039-于导出:dB0 _ 0.675dTr _ Tr2.61dB 0. 7 72dTr _ T5.2第6章化工过程能量分析热力学第一定律一、功 W = - p外 dV不可逆过程：W1212p外少体V2可逆过程：Wrev =P体dV体V1规定：体系吸热为正，放热为负；对外做功为负，接受功为正二、封闭系统的能量平衡式：U - Q W dU = q

4、w适用于可逆与不可逆过程。三、稳定流动过程的能量平衡式：2H = Q W （ J Kg）2gc gc S（一）稳流过程能量平衡式的简化形式及其应用：气体通过如孔板、阀门、多孔塞等节流装置时：mh二0 （即等焓过程）（a）压缩机和膨胀机（透平）鼓风机、泵等Q = 0, W=AH=mh 适用于可逆，不可逆过程s（b）气体通过如孔板、阀门、多孔塞等节流装置时：m 0 （即等焓过程）（c）无轴功，但有热交换的设备：锅炉、热交换器、塔等。w =0 H-Q s（二）轴功的计算方法：(1)可逆轴功 WS(R):ws(R厂 P2vdp实际轴功与可逆轴功之比称为机械效率对于产功设备而言：|w Ws（r）_ Ws

5、 m WS(R)对于耗功设备而言：W W°e、，=WSS S（R） mWS四、气体的基本热力过程封闭体系：丄U = q w 微小过程：dU二q w（一）等容过程：w P外dV外二 0 二 dUv= q 即 Uv = CV（二）等压过程：可逆过程：wr不可逆过程（恒外压）:WP外'V来计算功（三）等温过程：dU q P外dV体（四）绝热过程：:Q = 0 二 dU - W 八 P林dV冷夕卜体热力学第二定律一、熵与熵增原理熵的定义式：二.Qr适用于任何体系和环境。封闭体系熵增原理公式为：dS dS - 0 sys surr上式中各种熵变的计算方法：（一）为封闭体系的熵变：可逆过

6、程：结论：无论是由已知条件得知，还是由热力学第一定律得出的Q就为Qr，可以直接代入计算不可逆过程：设计一个初终态与不可逆过程的初终态相同的可逆过程，通过对这个可逆过程进行：Ssys的计算，就可得出结果。（二） dS为外界环境的熵变:surr环境可分为热源和功源即：dSsurr二dS热源'dS功源功源；dS功源二 0热源：dS surrdS Qsurr-j. Qsys（等温可逆过程）-dS热源T-TsurrT surr622熵产生与熵平衡一、封闭系统的熵平衡广ASg >0 不可逆过程y< ASg =0 可逆过程可判断过程进行的方向y"SgVO不可能过程冒"

7、f > SsysQ Qsys0 T1 surrdSsys封闭体系的状态引起的熵变。dSg 因过程不同产生的。dSf 封闭体系与外界因有热交流引起的求丄Sg的一般步骤： 确定体系所用的熵平衡式。 确定初终态，然后按照可逆过程来计算'Ssysa）sysb)dTdPSsysigpmsIn-RlnPlSR2 - S 根据不同的条件确定Qsys，从而得出八Ssurr即一八Sf。Q $ Qsys 人 c根据Sg'- Qys'-Ssurr'-SsysSf '-Ssy 0 求 SgI surr稳定流动系统的熵平衡S =、 m.s ;-m.s : - Sg j j

8、i i ijout iin绝热过程q = 0sysSf 二 0八m；j .s.joutin（2）可逆绝热过程（）：m.s j j'：=d mi Sj out i in三、理想功、损失功与热力学效率1理想功对稳定流动过程：-Wid =To.：Sgz若忽略动能和势能变化，则Wd-T0 S2损失功 对稳定流动过程,损失功Wl表示为Wl 二 TtS-QWl 二 Tt Sg3热力学效率做功过程：t = w ；Wd耗功过程：tWidWad四、1、.有效能稳流过程有效能计算Exph 二 _Wd =To s_ H = (H _Ho)_To(S_So)2、有效能效率(、Ex)°ut =1(&#

9、39; Ex)"EiC Ex) in第七章压缩、膨涨、7一、气体的压缩1、等温过程方程式P1V1二 P2V2 二 pV绝热过程方程p1v1k =:P2V2k = pV k 式实际（多变）过程方程PM" = P2V2m2、若为可逆过程，按照得功为正（或耗功P2P1ExP2Ws,r ： jVtdp =n Vdp Js 丄 w泊s, R '等温 p1mpV为正）”的规定，其轴功可按式（7-1）计算RT1 ln -pp1V1 In -P2PiPi二、气体的膨胀1特点：过程等焓7 | P2k 1讦I-1m 才Ws,R多变二市RT1由热力学第一定律： H = 0由于压力变化而引

10、起的温度变化称为节流效应效应理想气体'j =0-：p H真实气体：N>0节流后温度降低，制冷。（JJ = 0温度不变。等熵膨胀时，压力的微小变化所引起的温度变化，称为微分等熵膨胀效应系数，以®表示m JmTpCp0节流后温度升高，制热丄Cp、蒸汽动力循环蒸汽动力装置主要由四种设备组成：（1）称为锅炉的蒸汽发生器;（2）蒸汽轮机；（3）冷凝器；（4）水泵。1、Carnot循环对外作（最大）功 Ws,c =Qh -Ql =Qh 1-丄 I Th丿Ws,cWs,c1丄QhTh效率 C =2、Rankine循环及其热效率对于单位质量的流体h = qWs 'Vs Ws-

11、h2热效率=云=石=h11)等熵效- Ws（不可逆）H1功量之比SWSR热效率越高，汽耗率越低，表明循环越完善 率n：膨胀作功过程，不可逆绝热过程的做功量与可逆绝热过程的做_ H 2hi _ h2，H1 _ H 20 - h2一（也一H J+（H3 H4） hh '2）实际Rankine循环的热效率： -h -1%四、制冷系统1 Carnot 制9冷循环：逆向卡诺循环：工质吸热温度小于工质放热温度；此即 个等熵过程组成。Carnot制冷循环。由两个等温过程与两制冷效能系数低温下吸收的热净功QlWsqLWs逆向Carnot循环的制冷效能系数QlT1T2订2、1)蒸汽压缩制冷循环的基本计算单位制冷量q_=h_h42)Ql制冷剂每小时的循环量m -qL量：冷凝器的放热量包括显热和潜热量部分冷凝器的放热3)QH = H2_4=H3-H2H4-H3 =H4-H2 = m(h4-h2)4)压缩机消耗的功Ws =注H1- mws = m(h? - h1)压缩机消耗的功率耳=mwsWs36005）制冷效能系数&制冷装置提供的单位制冷量与压缩单位质量制冷剂所消耗的功量之比Ql Hi-巴 dhWS一 巴-Hi一 h-h3、热泵蠶翥置噤器暑蠶警曙得列的供热泵循环向供暖房间倚温热源朕热量QM（见图A30）11(736)= IQ 1+