等熵压缩定义
1. 飞机涡轮发动机的工作原理是什么
涡轮机发动机(燃气轮机)的原理与中国的走马灯相同,走马灯的上方有一个叶轮,就像风车一样,当灯点燃时,灯内空气被加热,热气流上升推动灯上面的叶轮旋转,带动下面的小马一同旋转。
燃气轮机是靠燃烧室产生的高压高速气体推动燃气叶轮旋转
空气从空气入口进入燃气轮机,高速旋转的压气机把空气压缩为高压空气。燃料在燃烧室燃烧,产生高温高压空气;高温高压空气膨胀推动涡轮旋转做功;
空气是工作介质,空气中的氧气是助燃剂,燃料燃烧使空气膨胀做功,也就是燃料的化学能转变成机械能。
(1)等熵压缩定义扩展阅读:
组成部分:
涡轮发动主要由压气机、燃烧室、涡轮三大部分组成,左边部分是压气机,有进气口,左边四排叶片构成压气机的四个叶轮,把进入的空气压缩为高压空气:
中间部分是燃烧器段(燃烧室),内有燃烧器,把燃料与空气混合进行燃烧;
右边是涡轮(透平),是空气膨胀做功的部件;右侧是燃气排出口。
2. 卡诺循环的四个过程是什么
1、等温膨胀。
热量(作为一种能量)从恒温TH的高温储层可逆地传递到温度无限小于TH的气体(以允许热量传递到气体而不实际改变气体温度,因此等温热添加或吸收)。
气体与高温储层热接触,气体被允许(以某种方式)膨胀,通过气体向上推动活塞对周围环境做功。
尽管压力从点 1 下降到点 2,但在此过程中气体的温度不会发生变化,因为从高温储层传递到气体的热量恰好被气体用于对周围环境做功,所以没有气体内能变化(理想气体没有气体温度变化)。
2、气体的等熵(可逆绝热)膨胀(等熵功输出)。
对于该步骤(图 1 中的 2 到 3,图 2中的B 到 C),发动机中的气体与热储器和冷储器均隔热,因此它们既不会获得热量,也不会失去热量,这是一个“绝热”过程。
气体随着压力的降低继续膨胀,对周围环境做功(提升活塞;第 2 阶段图,右图),并损失与所做功相等的内能。没有热量输入的气体膨胀导致气体冷却到“冷”温度(通过失去其内部能量),该温度远高于冷储层温度TC。
3、等温压缩。
热量在恒定温度TC下可逆地传递到低温储层(等温散热)。
在这个步骤中(图 1上的 3 到 4,图2上的 C 到 D),发动机中的气体在温度TC下与冷库热接触,并且气体温度无限地高于该温度(以允许热量从气体转移到冷库而不实际改变气体温度)。周围环境确实对气体起作用,将活塞向下推(第 3 阶段图,右)。
4、等熵压缩。
发动机中的气体与冷热储层隔热,并且假设发动机是无摩擦的并且该过程足够慢,因此是可逆的。
卡诺定理
在两个储热器之间运行的发动机不会比在这些相同储热器之间运行的卡诺发动机更有效。因此,等式3给出了使用相应温度的任何发动机可能的最大效率。
卡诺定理的一个推论是:所有在相同储热器之间运行的可逆发动机都是同样有效的。重新排列等式的右侧给出了可能更容易理解的等式形式,即热机的理论最大效率等于冷热储层之间的温差除以热储层的绝对温度。
看看这个公式,一个有趣的事实变得显而易见:降低冷水库的温度对热机的最高效率的影响比将热水库的温度提高相同的量更大。在现实世界中,这可能很难实现,因为冷水库通常是现有的环境温度。
3. “绝热等熵“是什么意思
含义如下:
对于绝热过程Q=0,故S≥0,(因为Q无变化,系统处于无限趋于平衡状态,熵会无限增大,因为平衡状态是理想状态,永远达不到,为ds>0。)即系统的熵在可逆绝热过程中不变,在不可逆绝热过程中单调增大。这就是熵增加原理。
由于孤立系统内部的一切变化与外界无关,必然是绝热过程,所以熵增加原理也可表为:一个孤立系统的熵永远不会减少。它表明随着孤立系统由非平衡态趋于平衡态,其熵单调增大,当系统达到平衡态时,熵达到最大值。熵的变化和最大值确定了孤立系统过程进行的方向和限度,熵增加原理就是热力学第二定律。
4. 压缩机的等熵效率是什么意思 与什么因素有关 具体怎么样计算
压缩机等熵效率即为压缩机的轴效率,相关解释如下:指示功率和指示效率 单位时间内实际循环所消耗的指示功就是压缩机的指示功率Pi,单位为kW,它等于制冷压缩机的指示效率ηi是指压缩1kg工质所需的等熵循环理论功ω与实际循环指示功ωi(单位为J/kg)之比。
ηi是用以评价压缩机气缸或工作容积内部热力过程完成的完善程度。轴功率、摩擦功率和轴效率、机械效率 由原动机传到压缩机主轴上的功率称为轴功率Pe,它的一部分,即指示功率Pi直接用于完成压缩机的工作循环。
另一部分,即摩擦功率Pm用于克服压缩机中各运动部件的摩擦阻力和驱动附属的设备。轴效率ηe是等熵压缩理论功率与轴功率之比,用它可以评定主轴输入功率的利用完善程度,较适用于开启式压缩机。机械效率ηm 是指示功率和轴功率之比,用它可以评定压缩机摩擦损耗的大小程度。
(4)等熵压缩定义扩展阅读
压缩机的主要种类如下,下面是各种压缩机的定义。凸轮式,膜片式和扩散泵等压缩机没有列入其中,是因为它们用途特殊而尺寸相对较小 。
容积式压缩机--是将一定量的连续气流限制于一个封闭的空间里,使压力升高。往复式压缩机--是容积式压缩机,其压缩元件是一个活塞,在气缸内作往复运动。回转式压缩机--是容积式压缩机,压缩是由旋转元件的强制运动实现的。
滑片式压缩机--是回转式变容压缩机,其轴向滑片在同圆柱缸体偏心的转子上作径向滑动。截留于滑片之间的空气被压缩后排出。
5. 压缩机压缩时好像不应该“等熵” ███████
首先你要能区分出理想状态和实际的区别。我们所说的“等熵压缩”实际上是只存在于理想状态中的,现实中由于摩擦、粘性、热传递等不可逆因素总是不可避免地存在,所以实际中是不可能有等熵压缩的。但是这并不代表等熵压缩就没有意义,因为实际中很多过程的不可逆因素是很小的,相比于主要过程是可以忽略的,这样也就是可以近似为等熵压缩过程,从而问题可以获得很大程度的简化。且等熵压缩作为热力学中一种重要的过程,研究它的特性有很大的意义。
你的观点错误之处就在于你先承认了“压缩气体是一个不可逆过程”,然后你用这个观点通过一系列论证得出了“等熵压缩不可能”的结论。实际上这两个结论说的是一样的东西,只是换了个说法而已。那么,为什么说等熵压缩在理论上是存在的呢,假想一个旋转的飞轮通过一个曲轴和一个气缸连接。在一个完整的旋转周期中,当气缸中的气体受到压缩时,气体的热力学能增加,这部分能量都是来自于飞轮旋转的动能,那么当气缸中的气体开始膨胀时,气体之前获得的热力学能又通过膨胀做功传递给飞轮,经过这一个周期,飞轮的动能完全没变,气体的状态也和之前完全一样,所以这个过程是可逆的。由此可知,理想状态下,等熵压缩的确是存在的。
当然,实际中,各种不可逆因素不可避免的存在,如气缸的活塞和缸壁间存在摩擦,缸内气体和缸壁之前存在有限温差的热传递等,这些因素使得实际中这个过程是不可逆的。
6. 在飞机原理里,有等熵压缩。请解释详细一点。
当作用在物体表面的脉冲载荷呈缓慢加载,而且在整个测量时间内受压物体内的压缩波还没有演化成具有陡峭波阵面的冲击波的时候(见固体中的冲击波),物质内部的受压过程是等熵的称等熵压缩。简单的说在蓄能,还没爆发出来前的阶段。
7. 气体动力学基础 第一章 1.3 第二问 等熵压缩那个不知道怎么求
可以设计可逆过程求解。首先,将空气视为理想气体(可由给出的初态求出其n=36mol)。
令该空气
①由初始状态的(V1=0.35m^3,T1=323.15K)恒容可逆升温至(V1=0.35m^3,T2=末温)
②再恒温可逆压缩至(V2=0.071m^3,T2)
则根据熵变的定义,对于过程①,dS1=dQ1/T=(dU1-dW1)/T,它是恒容过程故dW1=0,而理想气体dU=nCvmdT,故dS1=nCvmdT/T
对于过程②,也有dS2=dQ2/T=(dU2-dW2)/T,理想气体的内能U只和温度有关,故恒温过程dU2=0;而作为可逆过程,p外=p+dp,则dW2=-p外dV=-(p+dp)dV,略去二阶微分,则dW2=-pdV=nRTdV/V;显然,dS2=nRdV/V
整个过程是等熵的,说明△S=0,则△S1+△S2=0
则∫(T1到T2)nCvmdT/T+∫(V1到V2)nRdV/V=0
空气的Cvm可查表获得,而T1、V1、V2均已知,将上式积分,然后解出T2即可根据p2V2=nRT2得到p2的数值。
其中,Cvm如果可以近似看成常数,则积分为nCvmln(T2/T1)+nRln(V2/V1)=0,如果Cvm和T有关则应知道Cvm=f(T)的表达式(可以根据不同温度下查到的Cvm数值,用电脑做拟合),再进行积分。
8. 等熵压缩的定义
就是无损压缩。压缩之后还可以精确恢复。
9. 如何理解朗肯循环的四个过程
朗肯循环的工作过程如下:
3-4过程:在水泵中水被压缩升压,过程中流经水泵的流量较大,水泵向周围的散热量折合到单位质量工质,可以忽略,因而3一4过程简化为可逆绝热压缩过程,即等熵压缩过程。
4-1过程:水在锅炉中被加热的过程本来是在外部火焰与工质之间有较大温差的条件下进行的,而且不可避免地工质会有压力损失,是一个不可逆加热过程。
1-2过程:蒸汽在汽轮机中膨胀过程也因其流量大、散热量相对较小,当不考虑摩擦等不可逆因素时,简化为可逆绝热膨胀过程,即等熵膨胀过程。
2-3过程:蒸汽在冷凝器中被冷却成饱和水,同样将不可逆温差传热因素放于系统之外来考虑,简化为可逆定压冷却过程。因过程在饱和区内进行,此过程也是定温过程。
工作运行参数对朗肯循环效率的影响:
在朗肯循环中,表征朗肯循环特性的循环特性参数分别为从蒸发器输出的过热蒸汽的状态所确定的蒸发压力和蒸发温度以及冷凝器中冷凝状态所确定的冷凝压力。
在蒸发与冷凝压力一定时,提高工质的蒸发器出口温度可使系统热效率增大。这是由于当蒸发温度由1提高到1'点时,平均吸热温度随之提高,使得循环温差增大,从而提高循环热效率。另外,循环工质在膨胀终点的干度随着蒸发温度的提高而增大,而干度的增大有利于提高膨胀机械的性能,并延长其使用寿命。
但蒸发温度的提高是有限的:一方面受到设备材料的耐热性能的限制。一般蒸发器的壳程为高温气,管程为工质蒸汽,壁面温度必定高于蒸汽温度,壁面材料能承受的温度限制着蒸发温度的选取;另一方面,提高蒸发温度可能使工质在膨胀终点处于过热状态,此时膨胀后的工质蒸汽仍具有较高的能量未被充分利用,反而会增加冷凝器的热负荷。