冷效应
J 由实验确定
焦耳和汤姆逊分别做实验
焦汤实验
保持p1,T1不变 ，改变开度，得到 不同出口状态，连 成定焓线，表示在 p-T图上，曲线的 斜率就是焦汤系数 T J p h
焦汤实验
保持p1,T1不变 ，改变开度，得到 不同出口状态，连 成定焓线，表示在 pT图上，曲线的 斜率就是焦汤系数
三、冷却去湿过程
d1 h1 d4 h4 q d -d h 1 4 水
h1 h4 d1 d4 h水 q q h1 h4 d1 d4 h水
2
h
1
2 1 2'
2’ 1 3
4 d
§4.3 湿空气的热力过程
四、绝热混合过程 d1 d3 d2 ma2 ma1h1 ma 2 h2 ma3h3
T2
已知p1,T1,T2 , 求p2 若是空气，查附表6
p2 p1exp(
0 0 sT s T1 2
R
)
理想气体变比热 s 过程
p2 p1exp(
0 0 sT s T1 2
R
)
p2 p1
exp( exp(
0 sT 2
R 0 sT 1 R
) )

p R (T2 ) p R (T1 )
T
T J p h
h=Const p
焦汤实验曲线
T
最大转变温度 Tmax Maximum inversion temperature 转变曲线 Inversion line
J 0
h=Const
J 0
最小转变温度
Tmin
J 0
p
焦汤系数的表达式
J 与p,v,T的关系
实际设备中很少见
p
C
远离饱和线，接 近于理想气体 T
Tc T
v
水蒸气的定温过程
可逆过程：
q Tds T s
T
wt q h
2
1
s
水蒸气的定容过程
实际设备中不常见
p 2 T v
2 1 v
p
1
§4.3 湿空气的热力过程
一、单纯加热或冷却过程 d不变
h 2
1
q 加热 h 放热 h 1 1
p
n
n
v
s
理想气体 T 过程的p-v,T-s图
dp p ( )T ? dv v
pv C
pdv vdp 0
p
p T
p
v
斜率
T
n0
n 1
v
n0
T p
n
n 1
n
v
s
理想气体 s 过程的p-v,T-s图
kp dp ? v dv s
2 1 2’ 1
2 1 2'
2 q h2 h1 2’ q h2' h1
kJ/kg干空气
d kJ/kg干空气
§4.3 湿空气的热力过程
向空气中喷水，汽化潜热来自空 气本身，t 蒸发冷却过程
二、绝热加湿过程（1）喷水加湿 d2 d1 h h2 1 h1 t1 t2 d2-d1 h水
T dT ( )p ? cp ds
p
p
Tds cp dT vdp
T
n0
T
斜率
n0
p
v
s
理想气体 v 过程的p-v,T-s图
dT T Tds cv dT pdv cp cv ( )v ? cv ds T 斜率
p
p
v
T
n0
dT T ( )p ds cp
v
n0
ma1 h3 h2 d3 d 2 ma 2 h1 h3 d1 d3
空调工程常用方法
ma1 ma 2 ma3 ma1d1 ma 2d2 ma3d3
ma1d1 ma1 dm 2ma 2 1d 3a d 2 d3 ma 2 ma 2 d1 m da32
理想气体
k
cp cv
dp dv ds cv cp 0 p v dp dv k 0 p v
当 k const
k
ln p k ln v const
三个条件: (1)理想气体 (2)可逆绝热过程 (3) k 为常数
pv const
理想气体 s 的过程方程
pv const
第四章 气体与蒸汽的热力过程
本章主要内容
1.理想气体的热力过程；
2.蒸汽的热力过程；
3.湿空气的热力过程；
4.气体与蒸汽的绝热节流过程； 5.压气机中的热力过程； 6.锅炉生产蒸汽的热力过程
研究热力学过程的对象与方法
对象
1) 参数 ( p, T, v, u, h, s ) 变化 2) 能量转换关系, q , w, wt
ma3
h3 h2 h1 h3 d3 d 2 d1 d3
§4.3 湿空气的热力过程
d1 ma1
h1
d3 ma3 h
2
h3 h2 ma1
ma2
1
d2 ma2
3
1
h3 h2 h1 h3 ma1 d3 d 2 d1 d3 ma 2
d
§4.4气体与蒸汽的绝热节流过程
T
2
3 1 4
h1 = 129.3 kJ/kg s
h2 = 3330.7 kJ/kg
水蒸气的绝热过程
汽轮机、水泵
p p1 p2 1
q=0
wt h h1 h2
可逆过程： 1 2
s
2
v
水蒸气的绝热过程
汽轮机、水泵
T
q=0
可逆过程：
s
1
p1 p2 2
wt h1 h2
s
水蒸气的定温过程
n 1
s
vn0T pn源自nkn 1nk
n
v
s
讨论题
1、任何定温过程都有u=0, h=0 2、从同一初态，分别经 T s n=1.2 过程，
?
到达同一终态是否可能
?
T
T s n
s
§4.2 蒸气的热力过程
热力过程： p
s T v
任务： 确定初终态参数，
计算过程中的功和热 在p-v、T-s、h-s图上表示
q0
§4.2 理想气体热力过程的综合分析
理想气体的多变过程
过程方程
pv const
n
n是常量， 每一过程有一 n 值 s
n
n=k
p2 v1 n ( ) p1 v2
T2 v1 n 1 ( ) T1 v2
T2 p2 ( ) T1 p1
n 1 n
理想气体 n w,wt ,q的计算
R w pdv (T1 T2 ) n 1
定义
0 sT pR exp( ) f (T ) R
相对压力
已知p1,T1,T2 ,查附表6，得pR(T1)和pR(T2)，求p2
理想气体 s u, h, s,的计算
状态参数的变化与过程无关 内能变化 焓变化 熵变化
u cv dT
h cp dT
s 0
理想气体 s w,wt ,q的计算
注意理想气体过程的区别
第一定律与第二定律表达式均成立
q du w q dh wt
dsiso 0 理想气体特有的性质和表达式不能用 pv RT k cp cv R cp R k 1 u f (T ) T2 p2 s cp ln R ln 1 T1 p1 cv R h f (T ) k 1
u f (T )
3)可逆过程
w pdv
q Tds
wt vdp
研究热力学过程的步骤
1) 确定过程方程------该过程中参数变化关系
p f (v ) , T f ( p ) , T f ( v )
2) 根据已知参数及过程方程求未知参数 3) 用T - s 与 p - v 图表示
k
k
pv ( pv)v
p2 v1 k ( ) p1 v2
k 1
RTv
k 1
const
Tv
k 1
const
T p
k 1 k
const
k k k p v ( RT ) pv k k 1 k 1 const p p k 1
T2 v1 k 1 ( ) T1 v2
方法
1) 抽象分类
p v T
s
n
基本过程
2) 可逆过程 (不可逆再修正)
研究热力学过程的依据
1) 热一律 稳流
q du w dh wt
1 2 q h c gz ws 2
cp cv R h f (T ) k cp cv
2) 理想气体 pv RT
Joule-Thomson coefficient
绝热节流的特点： h1 h2
p1 p2 dS 0
理想气体： T1 T2 实际气体：T1与T2
绝热节流与焦汤系数
绝热节流温度效应 焦汤系数
T J p h
0
0 0
dT 0 热效应
dT 0 零效应 dT 0
4) 求 u , h , s
5) 计算w , wt , q
§4.1 理想气体的定熵过程
可逆
ds
q R
T
绝热
ds 0
s
说明: (1) 不能说绝热过程就是等熵过程, 必须是可逆绝热过程才是等熵过程。