汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎2024/3/25汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎熱力發(fā)電廠的分類分類方法熱力發(fā)電廠類型一次能源化石燃料電廠，原子能發(fā)電廠，地熱發(fā)電廠，太陽能發(fā)電廠，磁流體發(fā)電廠能量供應供應電能的凝汽式電廠，供應電能、熱能的熱電站原動機類型汽輪機發(fā)電廠、燃氣輪機發(fā)電廠、內(nèi)燃機發(fā)電廠、蒸汽－燃氣輪機發(fā)電廠電廠總?cè)萘啃∪萘堪l(fā)電廠、中容量發(fā)電廠、大容量發(fā)電廠蒸汽初參數(shù)中、低壓發(fā)電廠，高壓發(fā)電廠，超高壓發(fā)電廠，亞臨界發(fā)電廠，超臨界、超超臨界發(fā)電廠電廠位置坑口、港口、路口電廠，負荷中心電廠，位于煤源與負荷中心間電廠承擔負荷帶基本負荷、帶中間負荷、帶尖峰負荷電廠機爐配合非單元機組、單元機組電廠服務范圍系統(tǒng)中發(fā)電廠，區(qū)域性電廠，自備電廠，列車電站，孤立電廠汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎現(xiàn)代汽輪機發(fā)電廠的組成及生產(chǎn)過程現(xiàn)代熱力發(fā)電廠的主要組成部分包括熱力和電氣兩大部分，鍋爐、汽輪機和發(fā)電機為發(fā)電廠的三大核心設備。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎現(xiàn)代汽輪機發(fā)電廠的生產(chǎn)過程從能量的觀點看，熱力發(fā)電廠的基本過程是：燃料的化學能熱能機械能電能

（鍋爐）（汽輪機）（發(fā)電機）汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎火力發(fā)電廠生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎制粉及燃燒系統(tǒng)制粉系統(tǒng)煤皮帶運送機原煤倉給煤機磨煤機粗粉分離器旋風分離器煤粉倉給粉機輸粉管噴燃器爐膛汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎燃燒系統(tǒng)燃料在爐膛內(nèi)燃燒，以輻射換熱方式將熱量傳遞給爐墻內(nèi)壁四周的水冷壁內(nèi)的介質(zhì)；燃燒產(chǎn)物為高溫煙氣和灰渣。高溫煙氣：依次經(jīng)過過熱器、省煤器、空氣預熱器、除塵器、引風機、煙囪，排入大氣?；以?、飛灰：用水沖入沖渣溝和沖灰溝。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎汽水系統(tǒng)鍋爐給水由給水箱給水泵高壓回熱加熱器省煤器汽包下降管下聯(lián)箱水冷壁管汽包過熱器主蒸汽管汽輪機凝汽器熱井凝結(jié)水泵低壓回熱加熱器除氧器給水箱汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎冷卻水系統(tǒng)江河（或冷卻水池）中的水吸水濾網(wǎng)循環(huán)水泵冷卻水進水管凝汽器冷卻水出水管江河（或冷卻水池）汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎工程熱力學基礎汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎工程熱力學是研究熱現(xiàn)象的學科。工程熱力學是熱力學的一個分支，主要研究熱能與機械能之間相互轉(zhuǎn)換時的量與質(zhì)的關系，著重研究熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的基本規(guī)律，并尋求進行這種轉(zhuǎn)換的最有利的條件。工程熱力學為人們正確理解發(fā)電廠中的能量轉(zhuǎn)換過程，正確理解熱力設備的原理等提供了必要的基礎理論知識。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎工質(zhì)是指參與熱功轉(zhuǎn)換的媒介物質(zhì)。如：汽輪機是以水蒸汽作為工質(zhì)的。工質(zhì)及其基本狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)參數(shù)—描述工質(zhì)在某一給定瞬間的物理特性的各個宏觀物理量?；緺顟B(tài)參數(shù)—可以直接測量得到的狀態(tài)參數(shù),如溫度、壓力、比容。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎溫度：表示物體冷熱程度的物理量。與物體內(nèi)部大量分子的不規(guī)則運動有關。溫度越高，分子熱運動就越劇烈，用符號T或t表示。熱力學中，溫度的量度采用熱力學溫標(T)，單位是開爾文(K)。溫度計：測量溫度的儀表。如：水銀玻璃桿溫度計；熱電偶和熱電阻；光學溫度計等。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎壓力(P)：大量分子對容器壁面頻繁撞擊的平均結(jié)果。以單位面積承受的垂直作用力的大小來表示。物理中的壓強壓力的國際標準（SI）單位：Pa，kPa，MPa。(1Pa=1N/m2，1MPa=106Pa，1kPa=103Pa)非SI單位：bar、mmHg、mmH2O、kgf/cm2等。1bar=105Pa;1atm(標準大氣壓)=760mmHg=1.013*105Pa;1at(工程大氣壓)=1kgf/cm2=735.6mmHg=0.98067*105Pa;1mmHg=133.321Pa;1mmH2O=9.8067Pa.汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎絕對壓力：氣體的實際壓力P相對壓力的測量：當實際壓力P高于當?shù)卮髿鈮篜b時，壓力測量表的讀數(shù)為表壓力Pg；當實際壓力低于當?shù)卮髿鈮簳r，壓力測量表的讀數(shù)為真空度Pv。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎比容(v)：單位質(zhì)量的工質(zhì)所占有的容積。

單位：m3/kg密度(ρ)：比容的倒數(shù)。單位容積內(nèi)工質(zhì)的質(zhì)量。

單位：kg/m3汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎熱力學的幾個概念熱力系統(tǒng)：工程熱力學中把所要研究的，為一定界面所包圍的物質(zhì)系統(tǒng)，稱為熱力系統(tǒng)。外界：熱力系統(tǒng)以外的其它物體統(tǒng)稱外界。開口系：與外界有物質(zhì)交換的熱力系。閉口系：與外界無物質(zhì)交換的熱力系。絕熱系：與外界無熱量交換的熱力系。平衡狀態(tài)：在外界條件不變的情況下，即使經(jīng)歷較長時間，系統(tǒng)的宏觀特性仍不發(fā)生變化，這種狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎熱力系統(tǒng)、外界和邊界熱力系統(tǒng)就是人為分割出來，作為熱力學研究對象的有限物質(zhì)系統(tǒng)。熱力系統(tǒng)簡稱系統(tǒng)、體系。與熱力系統(tǒng)發(fā)生質(zhì)、能交換的物系稱為外界。熱力系統(tǒng)與外界的分界線（面）稱為邊界。為分析問題方便起見，把熱力學分析的對象從周圍物體中隔離出來。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎AB1）熱力系統(tǒng)的分割完全是“人為”的，因此對于不同的問題，甚至對于同一問題可取不同的系統(tǒng)。例如研究向容器充氣，可以取容器為系統(tǒng)，也可取充入容器的氣體和原在容器內(nèi)的氣體一起為系統(tǒng)。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎若沒有質(zhì)量越過邊界，則系統(tǒng)稱為閉口系

（又稱控制質(zhì)量，用CM表示）；若通過邊界系統(tǒng)與外界有質(zhì)量交換，則稱為開口系（又稱控制體積，用CV表示）；與外界無熱量交換的系統(tǒng)稱為絕熱系；本課程研究最多的是由可壓縮物質(zhì)組成的，無化學反應、與外界有能量交換的有限物質(zhì)系統(tǒng)，稱為簡單可壓縮系統(tǒng)。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎理想氣體與實際氣體理想氣體：它的分子是不占有容積的質(zhì)點，分子之間也不存在相互作用的內(nèi)聚力。常見氣體，其性質(zhì)大致接近于理想氣體。那些離液態(tài)不遠的氣體（如：水蒸汽）除外。實際氣體。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎

熱力發(fā)動機中用來作為工質(zhì)的水蒸汽和制冷機中的制冷劑距液態(tài)不遠，而且工作過程中有物質(zhì)的集態(tài)變化。因此，這些工質(zhì)一般不能作為理想氣體看待。飽和狀態(tài)是這類工質(zhì)的重要性質(zhì)對蒸汽動力循環(huán)、制冷循環(huán)和濕空氣過程的理解和分析有重要作用。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎理想氣體狀態(tài)方程物理學告訴我們：P——氣體的絕對壓力（N/m2orPa）；v——氣體的比容（m3/kg）；T——氣體的熱力學溫度（K）；R——氣體常數(shù)（N.m/kg.K）。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎熱力學狀態(tài)平衡狀態(tài)：只要不受外界環(huán)境的影響，工質(zhì)的狀態(tài)就不會隨時間而變化，并且在工質(zhì)的內(nèi)部各處都具有相應相同的壓力、溫度和比容等狀態(tài)參數(shù)。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎第四節(jié)

熱力學第一定律汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎熱力學第一定律表述為：熱可以變?yōu)楣?，功也可以變?yōu)闊?。一定量的熱消失時，必產(chǎn)生數(shù)量與之相當?shù)墓Γ幌囊欢康墓r，必產(chǎn)生數(shù)量與之相當?shù)臒?。熱力學第一定律也稱為能量守恒與轉(zhuǎn)換定律汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎工質(zhì)的內(nèi)能內(nèi)能是指工質(zhì)在某種狀態(tài)下內(nèi)部所蘊藏的總能量，包括內(nèi)動能和內(nèi)勢能。熱力學第一定律解析式1（閉口系）：

q=△u+w上式表明：加給工質(zhì)的熱量，一部分用來改變工質(zhì)的內(nèi)能，另一部分則用來使工質(zhì)膨脹而對外作功。內(nèi)動能分子運動的動能。工質(zhì)內(nèi)部分子運動的動能愈大，工質(zhì)的溫度愈高，內(nèi)動能是溫度T的單值函數(shù)；汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎內(nèi)勢能分子之間由于相互作用力而具有的能量。工質(zhì)的內(nèi)勢能與工質(zhì)的比容有關，是比容v的函數(shù)。理想氣體由于不存在內(nèi)聚力，故內(nèi)勢能為零。工質(zhì)的內(nèi)能，決定于工質(zhì)的熱力學溫度和比容，即：u=f(T,v)。這表明：工質(zhì)內(nèi)能的大小完全取決于它所處的熱力學狀態(tài)。內(nèi)能u是工質(zhì)的一個狀態(tài)參數(shù)。理想氣體的內(nèi)能，是溫度的單值函數(shù)。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎膨脹功是氣體體積變化而與外界交換的功。功與壓容圖功被定義為力及沿力方向所產(chǎn)生位移的乘積。氣缸中有1kg氣體，壓力為p，內(nèi)裝一無摩擦可移動活塞，截面積為f，作用于活塞里側(cè)的力pf稍大于作用于活塞外側(cè)的力Fout，則氣體將發(fā)生膨脹而使活塞向右移動dx的距離,則缸內(nèi)氣體對活塞所作的微元功為：汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎當此1kg氣體從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2時，所作的膨脹功為：（J/kg）功在p-v圖上可用過程線與v軸包圍的面積表示。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎功與熱量在熱力學研究工質(zhì)的熱功轉(zhuǎn)換規(guī)律時：功是過程的函數(shù)；熱量也是如此。作功與傳熱是能量傳遞的兩種基本方式“功”是由壓力差的作用而傳遞的能量；“熱量”是由溫差的作用而傳遞的能量。二者都是能量在傳遞過程中的度量，且可相互轉(zhuǎn)換。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎熱量與溫熵圖熱量是由溫度差的作用而產(chǎn)生的能量。可逆過程（工質(zhì)與熱源無溫差換熱，可理解為有溫差但是溫差無窮小，T工質(zhì)溫度）中，過程中的微元傳熱量可表示如下：過程總傳熱量可表示如下：由此得到熵的定義式：汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎p-v圖和T-s圖功可用p-v圖上過程線與v軸包圍的面積表示；熱量可用T-s圖上過程線與s軸包圍的面積表示，所以p-v圖和T-s圖是分析氣體熱力過程的能量變化的有力工具。在p-v圖能夠確定過程功的正或負；在T-s圖上能夠確定過程熱量的正或負，對過程能量轉(zhuǎn)換分析帶來極大的方便。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎第六節(jié)穩(wěn)定流動能量方程式汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎穩(wěn)定流動：工質(zhì)的流動情況不隨時間而變化，即工質(zhì)在設備任何截面上的所有狀態(tài)參數(shù)和流速的平均值不隨時間而改變，而且在同一時刻流經(jīng)任何截面的流量均相同。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎穩(wěn)定流動能量方程式如圖所示，1kg工質(zhì)從1-1截面進入系統(tǒng)，從2-2截面流出系統(tǒng)。當該工質(zhì)從1-1截面進入系統(tǒng)時，帶入系統(tǒng)中的總能量為：

該工質(zhì)從2-2截面流出系統(tǒng)時，傳出系統(tǒng)的總能量為：汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎考慮到和，根據(jù)能量守恒與轉(zhuǎn)換定律可得出下列方程式：可寫成：令：，則：適用于開口系焓(h)：h=u+pv(J/kg)；因為u、p、v都是狀態(tài)參數(shù)，所以焓也是狀態(tài)參數(shù)。代表每kg工質(zhì)沿流動方向往前傳遞的總能量中直接取決于熱力狀態(tài)的部分。技術功（wt）：從熱力設備中流出來的技術上可資利用的功量。

汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎在p-v圖上可用過程線與p軸包圍的面積表示。技術功又等于工質(zhì)膨脹功與流動功的代數(shù)和：流動功是開口系輸出和輸入的推動功的差，等于p2v2-p1v1，是開口系維持流動必須付出的代價。流動功<0,可以用于輸出機械功，比如汽機；流動功>0,需要消耗機械功，比如泵。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎因此蒸汽流過汽輪機時，輸出軸功由實質(zhì)兩部分組成：1、工質(zhì)本身降壓膨脹時的膨脹功；2、出口壓力很低，所需推動功p2v2遠小于帶入推動功p1v1，多余的推動功即流動功可以轉(zhuǎn)化為軸功。因此蒸汽在汽輪機中開始膨脹做功時的壓力越高，流出汽輪機時壓力越低，則膨脹功和流動功越大，輸出軸功越多。當工質(zhì)在進出口處的流速變化不大、進出口高度差也可不考慮時，則動能變化及位能變化均可忽略不計，比如蒸汽輪機。此時，軸功就等于技術功汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎穩(wěn)定流動能量方程式的應用工質(zhì)流過汽輪機時:上式表明,工質(zhì)在流過汽輪機時輸出到外界的軸功等于工質(zhì)焓的減小。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎第七節(jié)水蒸汽在定壓下的形成過程汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎水蒸汽在定壓下的形成過程未飽和水飽和水濕蒸汽干蒸汽過熱蒸汽汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎水蒸汽的形成過程在T-s圖上的表示Mc—飽和水線；Nc—干飽和蒸汽線；—液體熱；r—汽化潛熱；—過熱熱量；c—臨界點過熱度：過熱蒸汽溫度t超過蒸汽壓力對應的飽和溫度ts的數(shù)值。水的臨界點參數(shù)：tc=374.15℃；pc=22.129MPa；vc=0.00326m3/kg干度：濕蒸汽中所含干蒸汽的質(zhì)量百分數(shù)。設零度水的焓為0，液體熱：ql=h′，汽化潛熱：r=h″-h′，過熱熱量：qsu=h-h″。所以：h′=ql；h″=ql+r；h=ql+r+qsu。溫熵圖上任一點的焓值都可以用通過該點的定壓線、垂直線、縱坐標軸和橫坐標軸這樣四條線為界線的一塊面積來表示汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎為什么用圖表？1、工程中需要這些數(shù)據(jù)：h,v,s等已知：汽輪機蒸汽進出口參數(shù)，怎樣求作功？可由圖表根據(jù)p1t1p2t2求出焓降，從而得出作功的大小汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎2、水蒸汽不同于理想氣體，其狀態(tài)方程極其復雜。所以一般按溫度和壓力編排成類似于數(shù)據(jù)庫的表格，以便查取不同熱力狀態(tài)下水蒸汽的多種熱力參數(shù)(焓、熵、比容)

水和水蒸汽表(離散的點)或?qū)⑦@些數(shù)據(jù)擬合成曲線

焓熵圖(離散與連續(xù)的結(jié)合)汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎來源：實驗數(shù)據(jù)整理水蒸汽表目的：tp

hrtspsv查取方法:插值法汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎飽和水、干蒸汽、未飽和水、過熱蒸汽可通過水蒸汽表直接查出。濕蒸汽參數(shù)可按下式計算：汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎溫熵圖汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎焓熵圖線算圖、莫里爾(德)來源：水蒸汽表目的：直接查取Δha定壓加熱b絕熱流動定壓線群、定溫線群定容線群、干度線汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎

工程中只需計算水蒸汽u、h、s的變化量，因此可任選一個基準點。國際會議規(guī)定，水蒸汽熱力性質(zhì)表和圖以三相點狀態(tài)的液相水為基準點編制。水的三相點的參數(shù)為p＝611.2Pa，v＝0.00100022m3/kgT＝273.16?Kt=0.01℃此狀態(tài)下液相水的熱力學能和熵被規(guī)定為零，而其焓值工程上近似為零。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎定壓線—在h-s圖上呈發(fā)散分布。定壓線任一點的斜率等于該點的熱力學溫度，飽和區(qū)內(nèi)，定壓線為一簇斜率不同的直線。在過熱區(qū)，隨著溫度的增高，定壓線趨于陡峭。h-s圖：C—臨界點，干度x＝0線，x＝1線；定壓線、定溫線和定容線，在飽和區(qū)內(nèi)還有定干度線。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎定溫線—飽和區(qū)內(nèi)與定壓線重合；在過熱區(qū)與定壓線自上界線處分開后逐漸趨于平坦。定容線—走向與定壓線相同，但比定壓線稍陡。定干度線—一組干度等于常數(shù)的曲線。x<0.5的區(qū)域圖線過密，工程中也不經(jīng)常使用這部分數(shù)據(jù)，所以通常所用的h-s圖線中不包括這一區(qū)域。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎焓熵圖（h-s圖）汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎第九節(jié)水蒸汽的典型熱力過程汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎定壓流動過程

工質(zhì)在設備中進行定壓流動時所吸入（或放出）的熱量等于其焓的增加（或減?。?。

絕熱流動的作功過程

水蒸汽在絕熱情況下流經(jīng)汽輪機時乃是依靠它的焓降轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g功。

汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎通過噴管的絕熱流動噴管就是通過流道截面積的變化，使流體的速度和壓力產(chǎn)生相應變化的設備。一般噴管可分為漸縮噴管、漸擴噴管和縮放噴管等。能量方程式：

工質(zhì)流經(jīng)噴管時，如果發(fā)生絕熱膨脹，則其動能必將增大。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎滿足可壓縮流體一元定常流動的連續(xù)性方程(質(zhì)量守恒)：G=Ac/v氣體介質(zhì)中的音速馬赫數(shù)Ma<1亞音速=1音速>1超音速汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎⑴漸縮噴管：dA＜０,漸縮噴管只能在Ma≤1范圍內(nèi)加速流體。⑵漸擴噴管：dA＞０漸擴噴管只能在Ma＞1范圍內(nèi)加速流體。⑶縮放噴管（Laval噴管）：dA＜０→dA＞０縮放噴管能將亞音速(Ma＜1)流動加速到超音速(Ma>1)流動。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎噴管型式的選?。簢姽軌罕萷2/p1，p2噴管后壓力，P1噴管前壓力當p2/p1≥εc

時，采用漸縮噴管，噴管出口（稱為喉部）能獲得亞音速或音速流動；當p2/p1＜εc

時，采用縮放噴管，噴管出口能獲得超音速流動，在最小界面（喉部）處的流速理論上等于當?shù)匾羲?。注：εc=pc/p1,噴管出口恰好達到音速流動時的噴管壓比，稱臨界壓比，此時噴管后的壓力Pc稱為臨界壓力汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎擴壓管使流體壓力升高，流速降低的管道稱為擴壓管。參數(shù)變化規(guī)律（與噴管相反）dc<０，dp

>０，dv<０，dT>０，dh

>０，ds＝０種類漸縮擴壓管：Ma＞1；漸擴擴壓管：Ma≤1；漸縮漸擴擴壓管：Ma＞1→Ma＜1。不能以截面變化趨勢來判斷通道是噴管還是擴壓管！?。∑啓C原理設備及運行之工程熱力學基礎絕熱節(jié)流氣體在管道中流過突然縮小的截面，如閥門、孔板、節(jié)流圈等部件流體則產(chǎn)生渦流和摩擦，即產(chǎn)生局部阻力損失，因而引起壓力顯著下降，這種現(xiàn)象，稱為節(jié)流。又未及與外界進行熱量交換的過程稱為絕熱節(jié)流。電站中用到的流量變送器就是利用節(jié)流孔板產(chǎn)生的壓力差來進行流量測量的。流動特性絕熱節(jié)流是一個典型不可逆過程。其特點是：絕熱節(jié)流前后焓不變。h2=h1p2＜p1s2＞s1汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎對理想氣體：焓不變、溫度不變、壓力下降、比容增加、熵增加。注:理想氣體的焓是溫度的單值函數(shù)。對實際氣體：節(jié)流前后焓不變，溫度不一定不變。絕熱節(jié)流后，工質(zhì)的作功能力將下降。絕熱節(jié)流在h-s圖上表示汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎第十節(jié)熱力學第二定律汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎熱力學第二定律的表述克勞修斯說法：熱不可能自發(fā)地、不付代價地從低溫物體傳到高溫物體。開爾文-浦朗克說法：任何發(fā)動機都不可能只從單一的熱源吸熱，并把它連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)楣Α?/p>

熱力學第二定律實質(zhì)：“客觀世界發(fā)生的一切過程都具有方向性和不可逆性”。

層次一：方向性。實際過程總是朝著一個方向（趨向平衡的方向）自發(fā)地進行而不能自發(fā)地反向進行。汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎層次二：不可逆性。自發(fā)過程的反向過程即非自發(fā)過程不能自發(fā)進行。注意：非自發(fā)過程不能自發(fā)進行，并不意味著不能夠進行，而是它的發(fā)生必須以某種條件(另一個自發(fā)過程)為補償。層次三：能質(zhì)衰貶原理（The

Principle

of

Degradation

of

Energy）正是由于上述過程的方向性和不可逆性說明能量有“品位”即作功能力或轉(zhuǎn)換能力高低之分汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎循環(huán)及其熱效率循環(huán)：工質(zhì)從某一狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)過一連串的狀態(tài)變化，而重新回到原來的狀態(tài)，工質(zhì)所經(jīng)歷的這些熱力過程的綜合，稱為熱力循環(huán)，簡稱循環(huán)。若循環(huán)的膨脹功大于壓縮功，則循環(huán)的效果是使熱能在一定的條件下連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，這種循環(huán)稱為“正向循環(huán)”或“熱力循環(huán)”。（如右圖所示）每一個循環(huán)熱機所作的凈功為：汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎循環(huán)的熱效率若工質(zhì)經(jīng)過一個循環(huán)，從高溫熱源吸收的熱量為q1而向低溫熱源放出的熱量為︱q2︱，則

根據(jù)熱力學第一定律：則循環(huán)的熱效率：

汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)是在一定溫度界限內(nèi)熱效率最高的循環(huán)，它是由兩個可逆的定溫過程和兩個可逆的絕熱過程組成的。1→2：定溫吸熱過程；2→3：絕熱膨脹作功過程；3→4：定溫放熱過程；4→1：絕熱壓縮過程?？ㄖZ循環(huán)的熱效率

汽輪機原理設備及運行之工程熱力學基礎卡諾定理卡諾循環(huán)的熱效率僅取決于熱源溫度T1和冷源溫度T2