二建《機電安裝管理與實務》知識點歸納第三講(4)

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(2)系統(tǒng)與外界的能量傳遞
    系統(tǒng)與外界傳遞能量是指系統(tǒng)與外界熱力源(熱源、功源、質源)或與其他有關物體之間進行的能量傳遞。系統(tǒng)與外界熱進行的能量傳遞包括:熱量、功和物質流能。
    熱量:熱量學的熱量定義是:在溫差作用下系統(tǒng)與外界傳遞的能量稱為熱量。熱量一旦通過界面?zhèn)魅耍ɑ騻鞒觯┫到y(tǒng),就變 成系統(tǒng)(或外界)儲存能的一部分,即內能,有時習慣上稱為熱能。顯然,熱量與內能(或熱能)之間有原則的區(qū)別。熱量是與過程特性有關的過程量。
    功:在熱力學中,功是系統(tǒng)除溫差以外的其他不平衡勢差所引起的系統(tǒng)與外界之間 傳遞的能量。功也是與過程特性有關的過程量功可分為:
    膨脹功(也稱容積功):熱轉換為功,工質容積都要膨脹,也就是說都有膨脹功。閉口系統(tǒng)膨脹功通過系統(tǒng)界面?zhèn)鬟f,而開口系統(tǒng)的膨脹功可通過其他形式(如軸)傳遞。
    軸功:系統(tǒng)通過機械軸與外界傳遞的機械功稱為軸功。通常規(guī)定系統(tǒng)輸出軸功為正功,輸入軸功為負功。軸功可來源于能量的轉換,如汽輪機中熱能轉換為機械能;也可能是機械能的直接傳遞,如水輪機。
    物質流能:隨物質流傳遞的能量包括流動工質本身具有的能量(內能、宏觀動能和重力位能)和流動功(或稱推動功),流動功是為推動流體通過控制體界面而傳遞的機械功,它是維持流體正常流動所必須傳遞的能量。
    焙的物理意義:對于流動工質,我們把內能和流動功稱為焓,焓具有能量意義,它表示流動工質向流動前方傳遞的總能量中取決于熱力狀態(tài)的那部分能量。焙也是工質的狀態(tài)參數。如果工質的動能和位能可以忽略,則焓表示隨流動工質傳遞的總能量。
    熵:我們把工質在可逆過程中傳遞的熱量與當時溫度之比的總和稱為工質的熵的變化,熵用s表示,其單位是J/K,單位質量工質的熵用,表示;其單位是J/ksK.
    熵也是工質的狀態(tài)參數,用工質的熵的變化來表達熱力過程特性。
    對于可逆的等溫過程,工質的熵的變化就等于傳遞的熱量與該溫度的比值。
    (3)能量的轉換條件
    凡是涉及到熱現象的能量轉換過程,都是有一定的方向性和不可逆性,即過程總是朝一個方向進行而不能自發(fā)地反向進行,這個方向就是指系統(tǒng)從不平衡狀態(tài)朝平衡狀態(tài)進行。 反向過程的進行必須同時伴有另外的補償過程存在,例如要使熱量由低溫物體傳向高溫物體,可以通過制冷機消耗一定的機械功來實現,這里消耗機械功的過程就是補償過程。
    (4)卡諾循環(huán)
    卡諾循環(huán)是由以下四個過程組成的理想循環(huán),如圖1M411082所示。
    過程a-b:工質從熱源(T1)可逆定溫吸熱;
    b-c:工質可逆絕熱(定熵)膨脹;
    c-d:工質向冷源(T2)可逆定溫放熱;
    d-a:工質可逆絕熱(定熵)壓縮回復到初始狀態(tài)。工質在整個循環(huán)過程中從熱源吸熱ql,向冷源放熱q2,對外界作功w1,外界對系統(tǒng)作功w2,循環(huán)凈功w0.
    卡諾循環(huán)的熱效率:
    卡諾循環(huán)熱效率的大小只決定于熱源溫度T1:及冷源溫度T2.要提高其熱效率可通過提高T1及降低T2的辦法來實現。
    卡諾循環(huán)熱效率總是小于1.只有當T1=∞或T2=0時,熱效率才能等于1,但都是不可能的。
    單一熱源的循環(huán)發(fā)動機是不可能實現的。
    卡諾循環(huán)的熱效率與工質的性質無關。
    逆卡諾循環(huán):
    反方向進行的卡諾循環(huán)稱為逆卡諾循環(huán),是由工質的定熵降溫膨脹過程、可逆定溫吸熱膨脹過程、定熵升溫壓縮過程和可逆定溫放熱壓縮過程等四個可逆過程組成。逆卡諾循環(huán)的性能系數(致冷系數ε1或供熱系數ε12)也只決定于熱源溫度T1和T2.
    逆卡諾循環(huán)可用來制冷,也可用來供熱。這兩個目的可單獨實現,也可在同一設備中交替實現,即冬季用來作為熱泵采暖,夏季作為制冷機用于空調制冷。
    卡諾定理:
    卡諾定理指出所有工作于同溫熱源與同溫冷源之間的一切熱機,以可逆熱機的熱效率為。在同溫熱源與同溫冷源之間的一切可逆熱機,其熱效率均相等。
    卡諾循環(huán)解決了熱機熱效率的極限值問題,并從原則上提出了提高熱效率的途徑。在相同的熱源與冷源之間,卡諾循環(huán)的熱效率為,一切其他實際循環(huán),均低于卡諾循環(huán)的熱效率。一切實際熱機進行的都是不可逆循環(huán),改進實際熱機循環(huán)的方向是以卡諾循環(huán)熱效率為標準,盡可能接近卡諾循環(huán)。
    機電安裝工程中利用能量轉換的實例如:汽輪機等動力機械利用工質在機器中膨脹獲得機械功;壓氣機消耗軸功使氣體壓縮升高其壓力;制冷機消耗軸功實現制冷;熱泵消耗軸功實現供熱。
    1M412010 掌握起重技術在機電安裝工程中的應用
    1M412011 起重機械的分類、使用特點、基本參數及計算載荷
    (1)起重機械的分類
    起重機械可分為兩大類:輕小起重機具和起重機。
    輕小起重機具包括:
    千斤頂(齒條、螺旋、液壓)、滑輪組、葫蘆(手動、電動)、卷揚機(手動、電動、液 動)、懸掛單軌。
    起重機又可分為:
    橋架式(橋式起重機、門式起重機)、纜索式、臂架式(自行式、塔式、門座式、鐵 路式、浮式、桅桿式起重機)。