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第六章 流动系统的热力学原理及应用

§6-1 稳定流动系统热力学关系式 基本关系式

本章提要(教师录 像)

公式 6-1

若忽略动能和势能变化，则有

公式 6-2

封闭系统的热力学关系式为

§6-2 熵及熵平衡 熵增原理表达式

公式 6-3

其中，等号用于可逆过程，不等号用于不可逆过程。 对孤立系统有：

即系统经历了一个过程，总是向着熵增大的方向进行，直至达到最大值，系统达到了平衡。

熵变计算的基本关系式

公式 6-4

对可逆过程有

熵平衡方程

对绝热可逆过程 ;有

精品

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公式 6-5

式中

为熵流，规定流入体系为正，流出体系为负；

为熵产生；该式适用于任何热

力学系统，对于不同系统可进一步简化

说明某种特殊情况的

对可逆过程有

，则

对稳定流动系统

有

§6-3 理想功、损失功和有效能

理想功：系统的状态变化按完全可逆的过程进行时，理论上产生的最大功或者消耗的最小功。完全可逆指：（1）系统的所有变化是可逆的；（2）系统与环境进行可逆的热交换。 稳定过程的理想功

公式 6-6

若忽略动能和势能变化，则有

或

损失功定义为：

有效能：一定状态下的有效能即是系统从该状态变到基态，即达到与环境处于完全平衡状态时此 过程的理想功。

精品

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稳流过程有效能B定义为

这里忽略了动能和势能的变化。除了上述功形式的有效能之外，还有热有效能

压力有效能，化学有效能等，这里不作介绍。

有效能的变

化

对稳流系统可逆过程，有效能平

衡：

对稳流系统不可逆过程，有效能平衡：

D 为有效能损失。 §6

-4 气体的膨胀 1 节流膨胀

特征ΔH=0，即等焓过程。 微分节流效应系数μJ

2 可逆绝热膨胀

特征ΔS=0，等熵过程。 微分等熵效应系数

精品

公式 6-7

公式 6-8

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§6-5 动力循环

采用水蒸汽为工质的动力循环，称为蒸汽动力循环，也称朗肯循环。分析动力循环的目的是研究循环中热、功转换的效果及其影响因素，提高能量转换效果。 蒸汽动力循环应用稳定流动的能量方程ΔH=Q-WS（忽略流体的动能、位能变化）进行分析。

蒸汽动力循环的热效率：

它表示动力循环中锅炉所供给的热量Q转化为净功WN的比率。 汽耗率SSC（Specific Steam Consumption）：

汽轮机的对外作功：WS=H4-H5 工质在锅炉中的吸热量：Q=H4-H1

实际应用中，汽轮机作不可逆绝热膨胀，引入等熵效率：

§6-6 制冷循环和气体的液化

制冷循环是逆向的热机循环，其技术指标用制冷系数ξ 表示：

逆卡诺循环是运行在相应的高、低温之间最有效的制冷循环，

实际应用的多为蒸汽压缩制冷循环，致冷剂循环量：

制冷系数

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