化工热力学第四章 化工过程的能量分析.ppt

文档介绍：---热力学第一定律
—热功转化与熵函数





第四章化工过程的能量分析
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有效能的概念
有效能的计算
理想功与有效能的区别和联系
不可逆性和有效能损失
有效能及其计算
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有效能的概念
1)能量的分类
按能量转化为有用功的多少,可把能量分为三类:
⑴高(品)质能量:理论上能完全转化为有用功的
能量。、机械能;
⑵僵态能量:理论上不能转化为有用功的能量。
. 海水、地壳、环境状态下的能量;
⑶低(品)质能量:能部分转化为有用功的能量。
. 热量和以热量形式传递的能量。
有效能及其计算
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在实际的能量传递和转换过程中,
能量可以转化为功的程度,
与能量的质量、体系所处的状态有密切关系,
还与过程的性质有关,若过程接近于可逆过程,
其转化为功的程度就大,否则就小。
为了衡量能量的可利用程度,或比较体系在不同状态下可用于作功的能量大小,Keenen在1932年提出了有效能的概念。
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有效能的概念
2)有效能Ex(B)
⑴定义:一定形式的能量,可逆变化到给定
环境状态相平衡时,理论上所能做出的最
大有用功。用Ex(B)表示。
无效能El(D):
理论上不能转化为有用功的能量。用El(D)表示。
有效能及其计算
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2)有效能定义式:
对稳流体系,1始态→2终态,忽略动能和势能
的变化,则:
∴体系由:任意状态(p、T)→基态(p0、T0),
入口状态稳流体系物流的有效能:
有效能基本计算公式
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有效能的概念
⑵能量的表达形式
对高(品)质能量,由于能量能完全转化为有用
功,所以,高质能量=有效能。
对僵态能量,由于能量不能转化为有用功, 所以,僵态能量=无效能。
对低(品)质能量,由于能量部分地转化为有用功,所以,能量一分为二:
低质能量=有效能+无效能。
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有效能的概念
3)注意点:
(1)有效能和无效能的其它叫法Available Energy, Exergy, Availability,Utilizable Energy, 可用能,资用能;
(2)功可以看作100%的有效能。
(3)有效能是系统的一种热力学性质,系统某个状态的有效能值,还和所选定的平衡的环境状态有关。
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有效能的概念
有效能的计算
理想功与有效能的区别和联系
不可逆性和有效能损失
有效能及其计算
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有效能的计算
1)环境和环境状态
⑴环境:一般指恒T、P、x下的庞大静体系,
、海洋、地壳等。
⑵环境状态:热力学物系与环境处于完全平衡
时的状态,常用T0、P0、H0、S0等表示。
有效能及其计算
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