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上一講內(nèi)容研討與拓展

上一講內(nèi)容及語音講解請參見“冷熱平臺”微信公眾號第1032篇。

熱效率范圍

熱機(jī)的熱效率是否一定小于100%？

制冷機(jī)的熱效率（制冷系數(shù)）是否一定小于100%？

熱泵的熱效率（制熱系數(shù)）是否一定小于100%？

熱力學(xué)第一定律應(yīng)用-裝備能量方程導(dǎo)出

以暖氣片（換熱器）為例：

屬穩(wěn)定流動開口系統(tǒng)，熱力學(xué)第一定律通用方程為：

H₂-H₁=Q-W_S

對暖氣片，W_S =0，因此可得暖氣片能量方程為：

Q= H₂-H₁

熱力學(xué)第一定律應(yīng)用-裝備能量衡算

設(shè)發(fā)動機(jī)平均功率50kW（kJ/s），熱效率40%，汽油熱值約31MJ/L，該發(fā)動機(jī)運(yùn)行1小時需要消耗多少汽油？

運(yùn)行1小時需要耗功量為：

50(kJ/s)*3600s=180000kJ=180MJ

發(fā)動機(jī)屬熱機(jī)，根據(jù)熱效率定義，需消耗高溫?zé)崮埽?/span>

180MJ/0.4=450MJ

產(chǎn)生上述熱能需要消耗的汽油量為：

450MJ/30(MJ/L)=15L

熱泵理解

新型高效制熱方式

可把無用的環(huán)境熱能變?yōu)椤盁岬V”

可與耗熱裝備集成為節(jié)能新型裝備--熱泵干燥、熱泵蒸發(fā)等

雙語研討

第3章熱力學(xué)第二定律

The Second Law of Thermodynamics

3.1熵Entropy

熱力學(xué)狀態(tài)參數(shù)

工質(zhì)有序程度

s_水-s_冰=335(kJ/kg)/273K

=1.23kJ/(kg.K)

3.2熱力學(xué)第二定律內(nèi)涵

背景

能量品質(zhì)：熱<功，功=電

工程問題：熱轉(zhuǎn)換為功效率、途徑、計算

過程方程性：自發(fā)過程不可逆

表述

熱能不可能連續(xù)100%轉(zhuǎn)換為功

熱能不可能自發(fā)從低溫物體流向高溫物體

第二類永動機(jī)不可能

上述表述是等價的

卡諾循環(huán)

由四個可逆過程構(gòu)成

相同運(yùn)行溫度下熱效率最高的熱力循環(huán)

熱機(jī)卡諾循環(huán)-正循環(huán)

發(fā)動機(jī)卡諾循環(huán)熱效率

1-(25+273)/(1000+273)=77%

制冷機(jī)卡諾循環(huán)-逆循環(huán)

冰箱卡諾循環(huán)熱效率

(273-18)/((273+25)-(273-18))

=255/(298-255)=5.9=590%

熱泵卡諾循環(huán)-逆循環(huán)

熱泵熱水器卡諾循環(huán)熱效率

(40+273)/((40+273)-(0+273))

=313/(313-273)=7.8=780%