文档介绍：第五章化工过程能量分析 1 能量平衡方程?一. : Δ(体系的能量)+ Δ(环境的能量)= 0 或Δ(体系的能量)=- Δ(环境的能量) 体系的能量的增加等于环境的能量的减少。 2 在实际生产中大都遇到两种体系,即敞开体系和封闭体系。 1. 封闭体系:(限定质量体系) 与环境仅有能量交换,没有质量交换。体系内部是固定的。封闭体系是以固定的物质为研究对象。 2. 敞开体系:(限定容积体系) 与环境有能量交换,也有质量交换。 3 ? Ws( 轴功) (热) Q δm 2 δm 1P 1 V 1 C 1 U 1P 2 V 2 C 2 U 2 Z 1Z 24 (1)物料平衡方程: m 1-m 2=m 体系(2)能量平衡方程进入体系的能量-离开体系的能量=体系积累的能量进入体系的能量:微元体本身具有的能量 E 1δm 1环境对微元体所作的流动功 P 1V 1δm 1 环境传入的热量δQ 环境对体系所作的轴功δWs 5 离开体系的能量:微元体带出能量 E 2δm 2流体对环境所作的流动功 P 2V 2δm 2 体系积累的能量= d( mE ) 能量恒等式为: ?E 1δm 1+P 1V 1δm 1+δQ + δWs -E 2δm 2-P 2V 2δm 2=d(mE) (A) 6 1 ) E-单位质量流体的总能量,它包含有热力学能、动能和位能。注意: 212 E U C gZ ? ?? 2) PV—流动功,单位质量流体对环境或环境对流体所作功功=力*距离= P*A*V/A=PV P 1V 1—输入流动功,环境对体系作功 P 2V 2—输出流动功,体系对环境作功。 7 3)Ws—单位流体通过机器时所作的轴功可逆轴功 21 PSRP W VdP ???对于可逆总功 Ws VPVP PdV W VV R????? 1122 21???? 2 2 1 1 2 2 1 1 R Ws W PV PV PdV PV PV ? ???????d(PV)=PdV+VdP ??????? VdP PdV VPVP PV d VPVP 1122 2211)(积分式????????? VdP VdP PdV PdV Ws ? 8 ( A)式,整理,得到 gZ CUE???2 2将 H=U+PV ??? 11 211)2 (m gZ CH? Ws Qm gZ CH??????? 22 222)2 ( )]2 ([ 2gZ CUmd???(5-9) E 1δm 1+P 1V 1δm 1+δQ + δWs -E 2δm 2-P 2V 2δm 2=d(mE) A ?:无质量交换,限定质量体系 m 1 =m 2 =m δm 1=δm 2 =dm=0 ??δ Q+ δ Ws=mdE 不存在流动功 0)2 ( 2? Cd?? 0? gZ d若δ Ws= δW δ Q+ δ Ws=mdU 或δ Q+ δ W=mdU (5-11) 积分: Q+W= ΔU 10