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物理代写|热力学代写Thermodynamics代考|Working with pumps, compressors, and turbines

如果你也在 怎样代写热力学Thermodynamics 这个学科遇到相关的难题,请随时右上角联系我们的24/7代写客服。热力学Thermodynamics是物理学的一个分支,涉及热、功和温度,以及它们与能量、熵以及物质和辐射的物理特性的关系。这些数量的行为受热力学四大定律的制约,这些定律使用可测量的宏观物理量来传达定量描述,但可以用统计力学的微观成分来解释。热力学适用于科学和工程中的各种主题,特别是物理化学、生物化学、化学工程和机械工程,但也适用于其他复杂领域,如气象学。

热力学Thermodynamics从历史上看,热力学的发展源于提高早期蒸汽机效率的愿望,特别是通过法国物理学家萨迪-卡诺(1824年)的工作,他认为发动机的效率是可以帮助法国赢得拿破仑战争的关键。苏格兰-爱尔兰物理学家开尔文勋爵在1854年首次提出了热力学的简明定义,其中指出:”热力学是关于热与作用在身体相邻部分之间的力的关系,以及热与电的关系的课题。” 鲁道夫-克劳修斯重述了被称为卡诺循环的卡诺原理,为热学理论提供了更真实、更健全的基础。他最重要的论文《论热的运动力》发表于1850年,首次提出了热力学的第二定律。1865年,他提出了熵的概念。1870年,他提出了适用于热的维拉尔定理。

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物理代写|热力学代写Thermodynamics代考|Working with pumps, compressors, and turbines

物理代写|热力学代写Thermodynamics代考|Working with pumps, compressors, and turbines

Pumps are used in many applications, ranging from circulating water through filters in a swimming pool to providing drinking water for a city. Pumps use a work input to increase the pressure in a liquid and make it circulate in a network of pipes. In thermodynamics, the most common pump application is the use of a Rankine cycle in a power plant (see Chapter 12) to pressurize and circulate water through a boiler.

A compressor is similar to a pump except it pressurizes and circulates a gas instead of a liquid. Figure $6-4$ shows a diagram of a compressor that’s found in gas turbine engines, jet engines, and industrial facilities (see Chapter 10). The shape of the diagram indicates that the specific volume of the gas decreases as the pressure of the gas increases in the compressor. A compressor has a large number of blades, like a fan, mounted on a shaft. It may have many rows of blades, called stages, that increase the pressure step by step from one stage to the next. The blades for each stage get progressively smaller because the specific volume decreases as the gas is compressed. It takes much more work per unit mass to compress a gas than a liquid.

A turbine extracts work from a gas, such as steam in a Rankine cycle power plant (see Chapter 12) or air in a Brayton cycle engine (see Chapter 10). Figure 6-4 shows a diagram of a turbine.
Making assumptions for pumps, compressors, and turbines When you apply the first law of thermodynamics to a pump, compressor, or turbine, you usually make the following assumptions:

$\sim$ Turbines are usually insulated because they have hot gas flowing through them. Minimizing heat loss provides more work output. Compressors often have cooling to reduce the work input required. Pumps usually aren’t insulated because a heat loss or gain doesn’t really change the work input.
$\sim$ No change in potential energy occurs between the inlet and the outlet of the machine.

No change in kinetic energy occurs between the inlet and the outlet. For a pump, a liquid is incompressible, so the inlet and outlet velocities are the same. In a turbine, the change in kinetic energy can be sizable, but the change in enthalpy is usually much greater, so any change in kinetic energy is ignored for simplicity.

物理代写|热力学代写Thermodynamics代考|Writing the energy balance for a compressor, turbine, or pump

Using these assumptions, you can write the energy balance for a compressor, turbine, or pump as follows:
$$
\left(\dot{Q}{\mathrm{in}}-\dot{Q}{\mathrm{ous}}\right)+\left(\dot{W}{\text {in }}-\dot{W}{\text {ost }}\right)=\dot{m}\left(h_{\text {oun }}-h_{\mathrm{in}}\right)
$$
A pump and a compressor use the work-in term. A turbine uses the work-out term. Usually, there isn’t any heat transter into a pump, compressor, or turbine, so the heat-in term is zero. A compressor uses the heat-out term if it’s cooled. A turbine doesn’t have a heat-out term if it’s well insulated.

Analyzing a compressor
Here’s an example that shows you how to use the conservation of energy equation to determine the work required to operate the compressor of the jet engine. Suppose the compressor inlet enthalpy is $h_{i n}=254.7 \mathrm{~kJ} / \mathrm{kg}$. The compressor exit temperature is 500 Kelvin, and the heat loss $(q)$ from the compressor to the ambient air is 50 kilojoules per kilogram. The air mass flow rate through the compressor is 60 kilograms per second. You can find the work of the compressor as follows:

Write out the energy equation to solve for the rate of compressor work.
$$
\dot{W}{\mathrm{zt}}=\dot{m}\left[q{\mathrm{cat}}+\left(h_{\mathrm{cut}}-h_{\mathrm{in}}\right)\right]
$$

Look up the enthalpy of air for the compressor exit $h_{\text {ewt }}$ at $500 \mathrm{Kelvin}$ in Table A-l of the appendix.
$$
h_2=503.5 \mathrm{~kJ} / \mathrm{kg}
$$

Calculate the rate of compressor work.
Use the mass flow rate, the heat loss, and the change in enthalpy of the air in the energy equation.
$$
\dot{W}_{\mathrm{ht}}=(60 \mathrm{~kg} / \mathrm{s})[50+(503.5-254.7) \mathrm{kJ} / \mathrm{kg}]\left(\frac{1 \mathrm{MW}}{1,000 \mathrm{~kJ} / \mathrm{s}}\right)=17.9 \mathrm{MW}
$$

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热力学代写

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泵在许多应用中使用,从通过游泳池过滤器的循环水到为城市提供饮用水。泵使用功输入来增加液体的压力,并使其在管道网络中循环。在热力学中,泵最常见的应用是在电厂中使用朗肯循环(见第12章)来给锅炉中的水加压和循环水。

压缩机类似于泵,只是它对气体而不是液体加压和循环。图$6-4$显示了在燃气涡轮发动机,喷气发动机和工业设施中发现的压缩机的示意图(参见第10章)。图的形状表明,气体的比容随着压缩机内气体压力的增大而减小。压缩机有大量的叶片,就像风扇一样,安装在轴上。它可能有许多排叶片,称为一级,从一级到下一级逐步增加压力。每个阶段的叶片逐渐变小,因为比容随着气体被压缩而减小。压缩气体比压缩液体每单位质量所做的功要大得多。

涡轮机从气体中提取功,如兰肯循环发电厂的蒸汽(见第12章)或布雷顿循环发动机的空气(见第10章)。涡轮结构示意图如图6-4所示。
当你将热力学第一定律应用于泵、压缩机或涡轮机时,你通常会做出以下假设:

$\sim$ 涡轮机通常是绝缘的,因为它们有热气流过。最大限度地减少热损失提供更多的工作输出。压缩机通常具有冷却功能,以减少所需的工作输入。泵通常不是绝缘的,因为热量的损失或增加并不会真正改变输入的功。
$\sim$在机器的入口和出口之间没有势能的变化。

在入口和出口之间动能没有变化。对于泵来说,液体是不可压缩的,所以入口和出口的速度是相同的。在涡轮中,动能的变化可以是相当大的,但是焓的变化通常更大,所以为了简单起见,动能的任何变化都被忽略了。

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利用这些假设,你可以写出压缩机、涡轮机或泵的能量平衡如下:
$$
\left(\dot{Q}{\mathrm{in}}-\dot{Q}{\mathrm{ous}}\right)+\left(\dot{W}{\text {in }}-\dot{W}{\text {ost }}\right)=\dot{m}\left(h_{\text {oun }}-h_{\mathrm{in}}\right)
$$
泵和压缩机使用入工期。涡轮机使用功项。通常,没有任何热量传递到泵、压缩机或涡轮机中,所以热量为零。如果压缩机被冷却,则使用热出项。如果涡轮绝缘良好,它就不会有热灭项。

压缩机分析
这里有一个例子,向您展示如何使用能量守恒方程来确定运行喷气发动机压缩机所需的功。假设压缩机入口焓为$h_{i n}=254.7 \mathrm{~kJ} / \mathrm{kg}$。压缩机出口温度为500k,压缩机向环境空气的热量损失$(q)$为50kj / kg。通过压缩机的空气质量流量为60kg / s。您可以找到压缩机的工作如下:

写出能量方程来求解压缩机的功速率。
$$
\dot{W}{\mathrm{zt}}=\dot{m}\left[q{\mathrm{cat}}+\left(h_{\mathrm{cut}}-h_{\mathrm{in}}\right)\right]
$$

压缩机出口空气焓值$h_{\text {ewt }}$请参见附录表a – 1中的$500 \mathrm{Kelvin}$。
$$
h_2=503.5 \mathrm{~kJ} / \mathrm{kg}
$$

计算压缩机的工作速率。
在能量方程中使用质量流率,热损失,和空气的焓变。
$$
\dot{W}_{\mathrm{ht}}=(60 \mathrm{~kg} / \mathrm{s})[50+(503.5-254.7) \mathrm{kJ} / \mathrm{kg}]\left(\frac{1 \mathrm{MW}}{1,000 \mathrm{~kJ} / \mathrm{s}}\right)=17.9 \mathrm{MW}
$$

物理代写|热力学代写Thermodynamics代考

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微观经济学代写

微观经济学是主流经济学的一个分支,研究个人和企业在做出有关稀缺资源分配的决策时的行为以及这些个人和企业之间的相互作用。my-assignmentexpert™ 为您的留学生涯保驾护航 在数学Mathematics作业代写方面已经树立了自己的口碑, 保证靠谱, 高质且原创的数学Mathematics代写服务。我们的专家在图论代写Graph Theory代写方面经验极为丰富,各种图论代写Graph Theory相关的作业也就用不着 说。

线性代数代写

线性代数是数学的一个分支,涉及线性方程,如:线性图,如:以及它们在向量空间和通过矩阵的表示。线性代数是几乎所有数学领域的核心。

博弈论代写

现代博弈论始于约翰-冯-诺伊曼(John von Neumann)提出的两人零和博弈中的混合策略均衡的观点及其证明。冯-诺依曼的原始证明使用了关于连续映射到紧凑凸集的布劳威尔定点定理,这成为博弈论和数学经济学的标准方法。在他的论文之后,1944年,他与奥斯卡-莫根斯特恩(Oskar Morgenstern)共同撰写了《游戏和经济行为理论》一书,该书考虑了几个参与者的合作游戏。这本书的第二版提供了预期效用的公理理论,使数理统计学家和经济学家能够处理不确定性下的决策。

微积分代写

微积分,最初被称为无穷小微积分或 “无穷小的微积分”,是对连续变化的数学研究,就像几何学是对形状的研究,而代数是对算术运算的概括研究一样。

它有两个主要分支,微分和积分;微分涉及瞬时变化率和曲线的斜率,而积分涉及数量的累积,以及曲线下或曲线之间的面积。这两个分支通过微积分的基本定理相互联系,它们利用了无限序列和无限级数收敛到一个明确定义的极限的基本概念 。

计量经济学代写

什么是计量经济学?
计量经济学是统计学和数学模型的定量应用,使用数据来发展理论或测试经济学中的现有假设,并根据历史数据预测未来趋势。它对现实世界的数据进行统计试验,然后将结果与被测试的理论进行比较和对比。

根据你是对测试现有理论感兴趣,还是对利用现有数据在这些观察的基础上提出新的假设感兴趣,计量经济学可以细分为两大类:理论和应用。那些经常从事这种实践的人通常被称为计量经济学家。

MATLAB代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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