工程热力学知识点总结 工程热力学公式总结
时间：2019-02-12 06:38:32 来源：千叶帆 本文已影响人
工程热力学知识点很多，同学们需要多进行归纳总结，下面给大家整理了工程热力学知识点总结，欢迎阅读!
第一章、基本概念
1、边界
边界有一个特点（可变性）：可以是固定的、假想的、移动的、变形的。
2、六种系统（重要！）
六种系统分别是：开（闭）口系统、绝热（非绝热）系统、孤立（非孤立）系统。
a.系统与外界通过边界：功交换、热交换和物质交换.
b.闭口系统不一定绝热，但开口系统可以绝热。
c.系统的取法不同只影响解决问题的难易，不影响结果。
3、三参数方程
a.P=B+Pg
b.P=B-H
这两个方程的使用，首先要判断表盘的压力读数是正压还是负压，即你所测物体内部的绝对压力与大气压的差是正是负。正用1，负用2。
ps.《工程热力学（第六版）》书8页的系统，边界，外界有详细定义。
第二章、气体热力性质
1、各种热力学物理量
P：压强[单位Pa]
v：比容（单位m^3/kg）
R：气体常数（单位J/(kg*K)）书25页
T：温度（单位K）
m：质量（单位kg）
V：体积（单位m^3）
M：物质的摩尔质量（单位mol）
R：8.314kJ/(kmol*K)，气体普实常数
2、理想气体方程：
Pv=RT
PV=m*R。*T/M
Qv=Cv*dT
Qp=Cp*dT
Cp-Cv=R
另外求比热可以用直线差值法！
第三章、热力学第一定律
1、闭口系统：
Q=W+△U
微元：δq=δw+du （注：这个δ是过程量的微元符号）
2、 闭口绝热
δw+du=0
3、闭口可逆
δq=Pdv+du
4、闭口等温
δq=δw
5、闭口可逆定容
δq=du
6、理想气体的热力学能公式
dU=Cv*dT
一切过程都适用。为什么呢？ 因为U是个状态量，只与始末状态有关、与过程无关。U是与T相关的单值函数，实际气体只有定容才可以用
6、开口系统
ps.公式在书46页（3-12）
7、推动功
Wf=P2V2-P1V1（算是一个分子流动所需要的微观的能量）
a、推动功不是一个过程量，而是一个仅取决于进出口状态的状态量。
b、推动功不能够被我们所利用，其存在的唯一价值是使气体流动成为开系。
8、焓（重要！）
微观h=u+PV U分子静止具有的内能 PV分子流动具有的能量
a、焓是一个状态量，对理想气体仍然为温度T的单值函数。
b、焓在闭口系统中无物理意义，仅作为一个复合函数。
9、技术功
从技术角度，可以被我们利用的功
Wt=0.5△c^2+g△Z+Ws(轴功)
q=△h+Wt当忽略动位能时，Wt=Ws
q=△h+Ws=△PV+△u+w（膨胀功）
10、可逆定容的方程
Ws=-∫VdP 表示对外输出的轴功。
与dU相同，dh=CpdT对一切理想气体成立
第四章、理想气体的热力过程及气体压缩
1、P—V图
初始点①，终止点②
步骤1：在①画出4条线：等压、等容、等温、绝热
步骤2：②在等压线上方（下方）为升压(降压)
②在等容线右侧（左侧）膨胀(压缩） 功W>0（<0）
②在等温线上方（下方）升温(降温） △T>0（<0）
②在绝热线上方（下方）吸热(放热） △Q>0（<0）
步骤3：写出多变过程n的范围
2、多变过程的求解步骤：
a、先求出所有过程的初终点P、V、T
b、确认各过程的多变指数n=
c、各过程△u=Cv*△T，△h=Cp*△T
d、求出Q、W、Wt
e、画出P—V图（验算）
ps.书67、68页表4-1包含了所有我们所学的基本情况（此表十分重要！！！）
第五章、热力学第二定律
1、热效率η=1-Q2/Q1 （Q2取正值）
2、卡诺循环：
其意义在于指明了热变功的极限
η(max)=1-T2/T1
3、熵变的公式推导：
δq=Tds=Pdv+CvdT
ds=P/v*dv+Cv/T*dT
△s=Rln(v2/v1)+Cvln(T2/T1)
δq=Tds=△h+Wt=-vdP+CpdT
ds=Cp/T*dT-R/P*dP
△s=Cpln(T2/T1)-Rln(P2/P1)
4、可逆公式小结：
δq=Tds
δw=Pdv
δwt=-vdP
第七章、水蒸气
1、 工业中水蒸气是实际气体，无法使用理想气体的方程。
2、水蒸气的发生过程
①定压预热
②饱和水定压汽化（T不变）
③干饱和蒸汽定压过热
3、水蒸气的p-v图
一点：临界点（气液不分的点）；
两线：饱和液体线（临界点右下方曲线）
饱和蒸汽线（临界点左下方曲线）
三区：未饱和液体区（饱和液体线左侧，临界等温线以下）、湿饱和蒸汽区（饱和液体线以及饱和蒸汽线包围区域）、过热蒸汽区（饱和蒸汽线右侧，临界等温线以下）。
五种状态：未饱和水状态、饱和水状态、 湿饱和蒸汽状态、干饱和蒸汽状态、过热蒸汽状态。
4、干度：x=mv/（mv+mw）
ps.概念以及公式在课本124、125页（7-2）
第八章、湿空气
1、湿空气=干空气+水蒸气
2、分压定律、分容积定律、质量成分、容积成分、摩尔成分、折合分子量（湿空气）、混合气体参数的计算、绝对湿度，相对湿度、含湿量、湿空气的焓、干球温度、露点温度、绝热饱和与湿球温度的概念和对应相关的公式都要熟悉。
3、这里讲解如何在焓湿图中找含湿量、干球温度、湿球温度和露点温度。
首先你得知道其中两个量。
例子：已知一个房间内的干球温度为25℃，含湿量为5（g/kg（a）），求湿球温度和露点温度？
首先露点温度是干球温度干球温度为25℃，含湿量为5（g/kg（a））对应点垂直下来到等相对湿度为100%的线所对应的温度。
其次湿球温度是干球温度干球温度为25℃，含湿量为5（g/kg（a））对应点做左下方45°等焓线至等相对湿度为100%的线所对应的温度。
其他的都是以此类推！！！
第九章、气体和蒸汽的流动
1、稳态稳流的含义
稳态：状态不随时间变化
稳流：流量恒定
2、连续性方程（前提：稳态稳流）
ps：书164页公式（9-1、9-2）
3、绝热稳定流动能量方程（增速：必须以本身储能的减少为代价，适用于任何工质、可逆和不可逆方程）
ps：书164页公式（9-3、9-4、9-5、9-6）
4、音速：a=√（kRT）
理想气体：只随着绝对温度而变化
5、马赫数：M=c/a （a：音速； c：气体流速）
①M>1 超音速
②M=1 临界音速
③M<1 亚音速
因书上的公式概念都很清晰，就不做过多介绍。
ps：书166、167页（9-7、9-8、9-9、9-10、9-12）
6、在此介绍一下题型：
一、流体流过一喷管（喷管的设计计算）
已知Po、To（如P1、T1、c1求出滞点）、Pb（背压或者说环境压力）、k=1.4，求最大c。
设计的触发点为P2=Pb才能达到最大速度cm
解：①Pb/Po>0.528=Pc/Po 则Pb>Pc
故c2<c临 故设计为渐缩型喷管
②Pb/Po<0.528=Pc/Po 则Pb<Pc
故c2>c临 故c2>a
分类讨论:若co<c临 则为渐缩渐扩型喷管
若co>c临 则为渐扩型喷管
二、流体流过一渐缩型喷管（喷管的校核计算）
已知Po、To、h2、Pb。求最大c。
解：①Pb/Po>0.528=Pc/Po 则Pb>Pc
故P(min)=Pb c<a 亚音速
②Pb/Po<0.528=Pc/Po 则Pb<Pc
故P(min)=P临 c=a 临界音速
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