离心式压缩机10

第十章实际气体§10-1实际气体的压缩性系数一、实际气体的压缩性系数克拉贝隆理想气体状态方程式pvRT压缩性系数pvZRT实际气体：高温、低压Z约为1，低温、高压Z偏离1理想气体：Z=1§10-1实际气体的压缩性系数(,)rrZfpT二、确定实际气体压缩性系数Z的方法1对应态原确定Z方法对应态原理：不同物质，但对比参数都相同的状态，成为对应态；一切物质在相同的对比压力和对比温度下具有相同的对比比容；处于对应态的物质具有相同的压缩性系数rcppprcTTT（1）二参数法（简单流体）（2）三参数法（普通流体-非极性和微极性分子结构）§10-1实际气体的压缩性系数(,,)rrZfpT(0)(1)ZZZ1lgvprp在Tr=0.7的情况下气体对比饱和蒸汽压力vprp（3）四参数法（极性气体）(0)(1)(2)ZZZXZlglgprxprXvv§10-1实际气体的压缩性系数在Tr=0.6的情况下2状态方程确定Z方法（1）立方型状态方程0.5()RTapvbTvvb（i）RK方程和SRK方程§10-1实际气体的压缩性系数322()0ZZABBAB()()RTaTpvbvvb（ii）PR方程§10-1实际气体的压缩性系数()()()RTaTpvbvvbbvb32223(1)(23)()0ZBZABBZABBB32111pvACaZBbRTRTRTvRTv（2）多参数状态方程§10-1实际气体的压缩性系数（i）BWR方程253221(1)expracvRTvRTvv§10-1实际气体的压缩性系数（ii）LK方程（三参数法与BWR结合）(0)()(0)()rrZZZZ()0.3978r参考流体：辛烷42532221exprrrrrrrrrrpvCBCDZTvvvTvvv0.34rT0.0110rp（iii）ZX方程（极性流体）§10-1实际气体的压缩性系数(0)(1)(2)ZZZXZ(0)(1)(0)(1)(0)(0)(1)(0)(1)rrrrrrrrZZZ(1)(0)(1)(1)rrZZZ(2)(0)(2)(1)(2)(2)()rrrZZZZXr0：轻普通参考流体；甲烷r1:重普通参考流体；庚烷r2:极性参考流体；水§10-1实际气体的压缩性系数（iii）ZX方程（极性流体）42532221exprrrrrrrrrrpvCBCDFZETvvvTvvv0.34rT0.0110rp§10-2实际混合气体一、范德瓦尔混合法则131331()8KKcmijcicjijvxxvv131331()8KKcmijcicjcicjijcmTxxvvTTv0.29050.085ciizciciciciTvzRpKmiiix(0.29050.085)cicmcmcmmcmcmzRTRTpvv二、半经验的混合法则（徐）§10-2实际混合气体Kcmiciivxv21/2KcmiciiTxT0.29050.085ciizciciciciTvzRpKmiiix(0.29050.085)cicmcmcmmcmcmzRTRTpvv三、极性物质的混合法则（刘和徐，适用于普通和极性流体）§10-2实际混合气体18KKcmijcijijvxxv1KKcmijcijcijijcmTxxTvv31/31/38cijcjcicijijijcicjzvvvBBBZZ1/2cicjijcijTTAATAKmiiix(0.29050.0850.826)cicmcmcmmmcmcmzRTRTpXvvKmiiiXxX四、状态方程中的混合法则（RK方程和PR方程）§10-2实际混合气体18KKmijijijaxxaijijaaaKmiiibxb§10-3实际气体的热力学性质一、比焓0,,pTrrpThhh余比焓定温下理想气体比焓000,0,0TppTpTTppThhhhdTdpTphpP0,T0P0,TP,T（1）（2）（1）（2）§10-3实际气体的热力学性质00lnrrrprprrrpcrzThTdpRTp§10-3实际气体的热力学性质二、比熵0000ln1rrrrrpprprrrpprrzTsZdpdpRpp余比熵三、由ZX方程计算余比焓和余比熵§10-3实际气体的热力学性质§10-3实际气体的热力学性质四、压力对热比容的影响0pppccc023...pcabTcTdT220ppppvcTdpT定压比热0vvvccc22vvvvpcTdvT§10-3实际气体的热力学性质pvckc比热比定容比热§10-4实际气体的压缩过程一、定熵过程constvkpv11221vkvpvp1121221211vTvTkkkkTZppTZpp过程方程§10-4实际气体的压缩过程1(1)TTpkRZxkcpTZxzTvkkypvckcTpvyvpvTkkk1221ln11lnsZZpvTpkk§10-4实际气体的压缩过程constvmpv11221vmvpvp1121221211vTvTmmmmTZppTZpp过程方程二、多变过程§10-4实际气体的压缩过程211()11()(1)polTTppolkxykmRZxmcx11111vpolpolxmyxk理想气体：x=0;y=1定熵过程：pol=1§10-4实际气体的压缩过程三、过程指数的确定,,,,TvTvkkmm（1）数学表达式求取：终态未知，需迭代，初终态平均计算量大，计算精度不高（2）熵平衡法§10-4实际气体的压缩过程四熵平衡法1定比熵过程指数,Tvkk2120'0'001sssssss0222111lnlnrsrpavpTssRcpT2112lnlnsvsppkvv2121ln1lnsTTsppkkTThlgp12s0’0§10-4实际气体的压缩过程2120'0'001sssWhhhhh02121()rsrpavshhcTThlgp12s0’0定熵压缩功§10-4实际气体的压缩过程四熵平衡法2多变过程指数2120'0'001hhhhh02121()rrpavhhcTThlgp120’0进出口比焓差§10-4实际气体的压缩过程hlgp120’021()polpolwhh111111vvvvkkvvsmpolmvvkkmm21()sswhh多变压缩功等熵效率多变效率选取，若终态压力p2已知，可联立求解T2，s,mv§10-4实际气体的压缩过程2112lnlnvppmvv先假设T2，得h2-h1，并得容积多变指数再由压缩功式子得Wpol,求多变效率，并与给定多变效率对比，反复迭代收敛。2121ln1lnTTppmmTT温度多变指数迭代中间变量少（h,s)；精度高§10-4实际气体的压缩过程五、压缩功11111vvkkvsvkWzRTk11111vvmvpolvmmWzRTm定熵压缩功多变压缩功压缩总功（近似）11111vvmvtotvmkWzRTk§10-4实际气体的压缩过程根据气体热力状态图求压缩功定熵压缩功21ssWhh给定定熵效率21stotswWhh实际过程终态比焓2121sshhhh§10-4实际气体的压缩过程1111vvvvpolkksmm11vvpolvvmmkk若给定级多边效率，可由多边效率求得定熵效率，再计算终态参数和多边压缩功等。由所得s进行计算，得终态h2,由1122vvmmpvpv得mv;同时由212sshhhh得s再利用两效率关系得多边效率pol，比较迭代收敛