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sun_rain

铁杆木虫 (著名写手)

[求助] 有关㶲效率的计算

如图1所示增压发动机,我要计算这个增压发动机(机械增压,不是涡轮增压)的㶲(exergy)效率,缸内过程1-2-3-4是个闭口系统,其exergy效率 =W净功/E燃料㶲值(1)
问题:
方法1:
如果现在进气压力大于大气压,那么在进气过程7-1和排气过程5-6中,这时净功可否用式2这样计算呢?W=P1(V1-V7)-p5(V5-V6)   (2)
方法2:
进气过程7-1和排气过程5-6,都是开口稳流系统,压力没变,温度没变,焓㶲没变,由过程7-1可做的最大技术功
W7-1=Ex7-Ex1=(h7-h1)-T0(s7-s1)=0
同样可得W56=0 。
我对㶲效率的概念理解的还是不够深,一般教科书上都是说 ,对于内燃机的收益㶲来说,就是要对外做功了,它对外做的净功,还是缸内过程的膨胀功与压缩功的差值,再减去机械增压耗费的功与中冷耗费的功吗?等压、等温进气和排气过程的功(第一定律计算时有),在第二定律计算时,该怎样处理呢?
谢谢了
有关㶲效率的计算
增压发动机.jpg
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harp

木虫 (正式写手)


天也潇潇: 金币+1, 鼓励交流 2013-09-21 21:28:20
引用回帖:
3楼: Originally posted by sun_rain at 2013-06-10 18:10:34
我装了个五笔大字库,里边有。
请问,您知道等压等温的进气过程,没有㶲的变化,这时候有做功的变化吗?热力学第一定律的功,在这儿还能用吗?
谢了...

我现在几乎忘光热力学了,也不了解发动机过程。
不过从计算㶲的角度看,等温等压也就是状态不变的过程,这时焓和㶲都没变,因为这两个是状态函数(这里只是指物理㶲,不涉及化学反应)。
第一定律的功肯定是能用的。
不知道3-4和1-2是什么过程,在汽轮机里,好像过程圈起来的面积(这么描述并不严谨)是对外做功。类比来看,你这个功应该是1-2-3-4圈起来是面积,加上1-5-6-7。不过不知道机械增压是什么原理,也就是6-7是否需要消耗功,如果消耗至少应减去这个过程耗功吧。
望图生义,且当抛砖引玉了。
4楼2013-06-10 18:57:26
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普通回帖

harp

木虫 (正式写手)

请问“㶲”怎么打上去的?
2楼2013-06-10 17:42:33
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sun_rain

铁杆木虫 (著名写手)

引用回帖:
2楼: Originally posted by harp at 2013-06-10 17:42:33
请问“㶲”怎么打上去的?

我装了个五笔大字库,里边有。
请问,您知道等压等温的进气过程,没有㶲的变化,这时候有做功的变化吗?热力学第一定律的功,在这儿还能用吗?
谢了
3楼2013-06-10 18:10:34
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太乐

至尊木虫 (正式写手)

建议楼主看看老版高等工程热力学,如苏长荪等,里面的火用和气体动力循环。

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
5楼2013-06-10 20:57:26
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gdut2014

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
sun_rain: 金币+10, 谢谢你的回答 2013-06-13 15:14:27
第一小问:是不可以用该式计算。因为进气压力大于大气压力,那么意味着有用功不是体积V的单值函数,压力P也是要变化的,由于系统是开口系统,最终的压力变为大气压力,因此,还存在由于压差作用的技术功。而式2中仅仅是体积变化做的功。还要加上(P7-P0)V7。
第二小问:楼主的W7-1=Ex7-Ex1=(h7-h1)-T0(s7-s1)=0,这样计算时错误的。其中,h7,h1是温度的单值函数,只随温度变化,但是熵并不是的。由公式s=Cpln(T7/T1)-Rgln(P2/P1)=Cvln(T2/T1)+Rgln(V2/V1)计算可知,S1不等于S7,所以W7是不等于 0 的。
6楼2013-06-13 08:56:56
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sun_rain

铁杆木虫 (著名写手)

引用回帖:
4楼: Originally posted by harp at 2013-06-10 18:57:26
我现在几乎忘光热力学了,也不了解发动机过程。
不过从计算㶲的角度看,等温等压也就是状态不变的过程,这时焓和㶲都没变,因为这两个是状态函数(这里只是指物理㶲,不涉及化学反应)。
第一 ...

3-4过程是点火后气体膨胀对外做功过程,1-2过程是压缩过程,2-3是燃烧过程简化成等容加热过程,4-5简化成等容放热过程。
1-5-6-7是机械增压过程,6-7不需要功,6-7体积不变,主要是7-1会不会对外做功呢?按照第一定律,这个时候,应该是对外做功吧,V1>V7的缘故。
7楼2013-06-13 15:15:23
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sun_rain

铁杆木虫 (著名写手)

引用回帖:
6楼: Originally posted by gdut2014 at 2013-06-13 08:56:56
第一小问:是不可以用该式计算。因为进气压力大于大气压力,那么意味着有用功不是体积V的单值函数,压力P也是要变化的,由于系统是开口系统,最终的压力变为大气压力,因此,还存在由于压差作用的技术功。而式2中仅 ...

你好,我想问下,可以从功的角度来计算exergy效率吗?
exergy效率=收益exergy/消耗的exergy。

收效exergy=净功?
这样计算,有道理吗?
谢谢了!
8楼2013-06-13 15:17:17
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harp

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
sun_rain: 金币+10, ★★★很有帮助, 谢谢你的解释 2013-06-16 17:03:22
引用回帖:
8楼: Originally posted by sun_rain at 2013-06-13 15:17:17
你好,我想问下,可以从功的角度来计算exergy效率吗?
exergy效率=收益exergy/消耗的exergy。

收效exergy=净功?
这样计算,有道理吗?
谢谢了!...

可以的,收益㶲就是对于某个过程对应有用的㶲,发动机的作用就是对外输出做功,收益㶲可以定义为净功。

消耗㶲(至少)是燃料的化学㶲,可以参考这篇论文计算
http://www.sciencedirect.com/sci ... i/S0360544212001119

http://songhui4216.blog.163.com/ ... 545201211405759265/
9楼2013-06-13 15:59:06
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gdut2014

金虫 (小有名气)

引用回帖:
8楼: Originally posted by sun_rain at 2013-06-13 15:17:17
你好,我想问下,可以从功的角度来计算exergy效率吗?
exergy效率=收益exergy/消耗的exergy。

收效exergy=净功?
这样计算,有道理吗?
谢谢了!...

火用是系统所含有的最大有用功。而系统对外做功一般是不能达到最大值的,有一部分会被耗散(耗散功)。
计算的时候可以从功的角度来算,但是要注意不是做了多少功,而是可做多少功。“exergy效率=收益exergy/消耗的exergy。”这一点是ok的。下面的一个说法exergy=净功,就是要注意了,净功往往是指的做的功,如果你是从这个角度计算的,那就不对。
但愿对你有所帮助
10楼2013-06-13 21:51:11
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