清华大学：《工程热力学》教学资源（PPT课件）第四章 热力学第二定律 Second Law of Thermodynamics（4/5）

例4 空气流经某些可逆过程后分成两股如 下图,设在这些过程中可以与空气流进行热 量交换的热源只有一个。试确定这些过程中 空气流与热源之间的净传热量Qn以及与外 界之间传递的净功量Wa为了实现上述方 案,具体过程应该怎样安排? m2=3kg/s m,=4kg/s P2=atm T,=800K P1=atm P atm T1=500k let T3=400K

例4 空气流经某些可逆过程后分成两股,如 下图,设在这些过程中,可以与空气流进行热 量交换的热源只有一个。试确定这些过程中 空气流与热源之间的净传热量Qnet以及与外 界之间传递的净功量Wnet。为了实现上述方 案，具体过程应该怎样安排？ m1=4kg/s p1=2atm T1=500K m2=3kg/s p2=2atm T2=800K p3=4atm T3=400K T Qnet Wnet

例 解:质量守恒热一律,热平衡 2net=m2(h2 -h)+m(h-h)+Wnet (72-71)+m2C2(73-71)+Wn net O=803.2+W net m,=3kg/s P cat T,=800K m1 0 =atm P c2atm T3=400K T1=500k et m2=lkg/s et

例4 解：质量守恒 p1=2atm T1=500K m2=3kg/s p2=2atm T2=800K p3=4atm T3=400K m1=4kg/s 热一律, 热平衡 net 2 2 1 3 3 1 net Q m h h m h h W = − + − + ( ) ( ) m3=1kg/s net 2 p 2 1 3 p 3 1 net Q m c T T m c T T W = − + − + ( ) ( ) Q W net net = + 803.2 T Qnet Wnet

例4 热二律,取孤立系 △S.= In -2+ In3_ pa -Qnet 0 T Q =0.9937 net m,=3kg/s P2=atm m,=4kg/s 2=800k P3=atm Pi=atm T2=400K T1=500k et m=lke/s net

例4 p1=2atm T1=500K m2=3kg/s p2=2atm T2=800K p3=4atm T3=400K m1=4kg/s 热二律, 取孤立系 2 3 3 net iso 2 p 3 p 1 1 1 ln ln ln 0 T T p Q S m c m c R T T p T   −  = + − + =     m3=1kg/s Q T net = 0.993 T Qnet Wnet

例4=50K =8032+热一律=4965J1 =0.9937 热二律V==30607 net T=800K 随热源温度不同,无穷多解旦u=794141 8.8kJ net m,=3kg/s m=4kg/s g P atm P1=atm =800K T1=500k et P3=atm net T3=400K m2=1k kg/s g

例4 p1=2atm T1=500K m2=3kg/s p2=2atm T2=800K p3=4atm T3=400K m1=4kg/s 热二律 m3=1kg/s Q T net = 0.993 T Qnet Wnet Q W net net = + 803.2 热一律 随热源温度T不同，无穷多解 T = 500K Qnet = 496.5kJ Wnet = −306.7kJ T = 800K Qnet = 794.4kJ Wnet = −8.8kJ

例4 空气流经某些可逆过程后分成两股如 下图,设在这些过程中可以与空气流进行热 量交换的热源只有一个。试确定这些过程中 空气流与热源之间的净传热量Qn以及与外 界之间传递的净功量Wa为了实现上述方 案,具体过程应该怎样安排? 3kg/s P2=atm m=4kg/ T2=800K P=atm P3=4a T1=500k et T3=400K net

例4 空气流经某些可逆过程后分成两股,如 下图,设在这些过程中,可以与空气流进行热 量交换的热源只有一个。试确定这些过程中 空气流与热源之间的净传热量Qnet以及与外 界之间传递的净功量Wnet。为了实现上述方 案，具体过程应该怎样安排？ m1=4kg/s p1=2atm T1=500K m2=3kg/s p2=2atm T2=800K p3=4atm T3=400K T Qnet Wnet

60K80例4(7=500K) P 3 2 400K 能的过程 3 33 2 atpr atm 2 m=3kg/ss m=4kg/s P atm =800K Pi=2atm atm T1=500K let T3=400K net m2=lkg/s

例4(T=500K) p1=2atm T1=500K m2=3kg/s p2=2atm T2=800K p3=4atm T3=400K m1=4kg/s m3=1kg/s T Qnet Wnet s T v p 1 p v 多热源 可能的过程 T s 2 500K 800K 400K 3 2’ 3’ 2atm 4atm 1 2 2’ 3 3’

60K80例4(7=400K) P 2 400 3 atpr 2 2 atm 2 m=3kg/ss m=4kg/s P atm =800K Pi=2atm atm T1=500K let T3=400K net m2=lkg/s

例4(T=400K) p1=2atm T1=500K m2=3kg/s p2=2atm T2=800K p3=4atm T3=400K m1=4kg/s m3=1kg/s T Qnet Wnet s T v p 1 2 500K 800K 400K 3 2’ 2atm 4atm 1 2 2’ 3 2’’ 2’’

第四章完 End of Chapter Four

第四章 完 End of Chapter Four