让我们继续讨论热力学第一定律在开放系统中的应用。热力学第一定律对于流体抽油机等工业应用具有重要的意义。
我们将能够确定在给定扬程上泵送流体所需的能量。一旦我们深入研究了开放系统的热力学第一定律，我们就会有一个热交换器内的传热的概念，或者空气压缩机为了把大气中的空气压缩到一个期望的压力所需要的功的概念。
所以，喝一杯茶，在这里享受热力学第一定律的基本原理，对于一个开放系统
我们已经看到了控制容积系统的概念。让我们考虑如下图所示的一个控制卷系统。让我们考虑两段，一段在控制容积系统的入口，另一段在控制容积系统的出口，如图所示。
热力学第一定律的控制体积或一个开放系统
让我们考虑控制体积从周围接收热能，并向周围提供功能。我们知道流体会连续地进入控制体积系统，又会连续地离开控制体积系统，即会有物质或流体连续地流过控制体积，因此我们将考虑系统与环境之间关于时间的能量相互作用。
因此，让我们考虑一下这里提到的以下重要数据。
热量加入控制体积的速率= δQ/δt
控制体积对周围提供的功能率= δW/δt。
进入控制体积的质量流量= dm1/ dt
离开控制体积的质量流量=dm2/ dt
控制体积质量变化率= dm简历/ dt
根据质量守恒原理，我们将得到如下方程
(进入系统的质量流量)—(离开系统的质量流量)=控制体积中质量的变化率
(dm1/ dt)——(dm2/ dt) = dm简历/ dt
能量守恒
设控制体积的内能变化率为dE简历/ dt。现在，我们需要考虑进入控制体积的净能和离开控制体积的净能，因为在得到以上两个数据后，我们就可以得到控制体积内能的变化率，即dE简历/ dt。
由于我们在这里集中讨论的是一个开放系统，因此，我们必须考虑与物质流入和流出控制体积有关的每一种形式的能量，除了功和热能。
让我们首先试着找出能量的各种形式，这些形式与物质流入控制体积和流出控制体积有关。
物质或流体流入(或离开控制体积)的能量由内部能、压力能、动能和势能的总和给出。
E是单位质量的能量。
E = u + pv + V2/ 2 + gz
E = h + V2/ 2 + gz
E在= h在+ V2在/ 2 + gz在= h1+ V21/ 2 + gz1
E1= h1+ V21/ 2 + gz1
同样，与离开控制体积的物质或流体相关的能量将被给出为
E出= h出+ V2出/ 2 + gz出= h2+ V22/ 2 + gz2
E2= h2+ V22/ 2 + gz2
让我们回忆一下能量守恒的表述，在这里写下方程
控制体积内能变化率=(进入控制体积的净能量)-(离开控制体积的净能量)
德简历/ dt = (dm1/ dt)1+ δQ/δt - (dm2/δt) E2-δW /δt
德简历/ dt = (dm1/ dt) (h1+ V21/ 2 + gz1) + δQ/δt - (dm2/ dt) (h2+ V22/ 2 + gz2）-δW /δt
我们也可以写出这个方程
我们会带着新话题再来热力学中的热机在下一篇文章中。
你有什么建议吗?请在评论栏中填写。
参考:
工程热力学，P. K. Nag著
索姆教授的基本热力学
图片由:谷歌
也读
没有评论:
发布评论