理论教育 敞开系统能量平衡的优化方法

敞开系统能量平衡的优化方法

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:图11-3敞开系统能量平衡工程上绝大多数热工设备都有物质不断进入和流出,是一个敞开系统。在物理意义上,焓H是工质进出敞开系统时,带入或带出的热力学能U和所传输的流动功pV之和,是随工质迁移而携带的能量。

敞开系统能量平衡的优化方法

图11-3 敞开系统能量平衡

将式(11-11)代入式(11-10),整理后得

式(11-12)即为敞开系统的热力学第一定律表达式,式中:Hi=Ui+pVi

物流的焓(H=U+pV)是一个热力学状态参数,也是一种能量形式。在物理意义上,焓H是工质进出敞开系统时,带入或带出的热力学能U和所传输的流动功pV之和,是随工质迁移而携带的能量。在一般热力设备计算中,大部分都有工质的流入与流出,因而在这些设备的热工计算中,工质流动所携带的能量是焓H,而不是热力学能U,所以在计算中,焓H比热力学能U更广泛地被采用,在实际应用中,经常将物系的焓H与其他状态参数一起制成图表以备计算,如lnp-H图(压-焓图)、HS图(焓-熵图)等。

代入式(11-12),可得稳定流动过程的能量衡算方程为

若对于微元过程,则有

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