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1、中冷器热侧增压空气比热的计算方法1 空气比热的定义与分类：所谓比热容就是在加热或冷却过程中使单位物量的物质温度升 高或降低1K或1C时所吸收或放出的热量。定义式为：c 二 旦At to dT dT比热容是物质的物性参数，它的单位取决于物量单位。国际单位 制中，热量的单位用焦耳（J）,而物量的单位可以采用质量（kg）、标准体积（标准m3）或者摩尔（mol），因此由不同单位的比热容。质量比热容：cJ （kg - K），表示1千克质量的工质温度升高或降低1K或1C时所吸收或放出的热量。体积比热容：cJ （m3 -K），表示1标准m3质量的工质温度升高或降低1K或1C时所吸收或放出的热量。摩尔比热容：
2、CJ /（mol - K），表示1摩尔质量的工质温m度升高或降低1K或1C时所吸收或放出的热量。由于1摩尔的质量为M千克，体积为22.414标准立方米，所以 三种比热容存在着下述换算关系C 二 M - c 二 0.022414cm经验表明，同一种气体在不同温度的条件下，例如在保持体积不 变或压力不变的条件下加热或放热，同样温度变化 1 度所需要的热量 是不同的，因此，比热容的数值与加热（或放热）过程的性质有关。 工程中最常遇到的是气体在压力不变或体积不变的条件下加热或放 热，这时相应的比热容分别称为比定压热容和比定容热容，并分别在 比热容符号下方标以p和V来区别。比定压（质量）热容：c二（竺）
3、J （kg K）p dT p比定容（质量）热容：c二（竺）J（kg K）v dT v2 中冷器热侧空气环境分析：比热容随状态而变化，对于实际气体来说它是温度和压力的函 数，而对于理想气体（理想气体概念见附录一）来说，比热容与压力 无关，只随着温度而变化，即c=f （t）。一般来说，气体的比热容随 温度的升高而增大。由于中冷器工作时内部情况复杂多变，其中部分参数不能精确测 得，在中冷器实验操作中为了更方便简洁的分析热侧情况，将热侧空 气视为理想气体，由于理想气体的比热容只与温度有关，所以在计算 的过程中采用比定压热容。3 中冷器热侧空气比热的计算方法：根据实验情况采用比定压热容，又因为热空气被视
4、为理想气体，所以比定压热容只与温度有关，其计算式为：C = 1.00817550439902 + 0.000170223441586685 x TPh+ （-3.43815799320622 x 10-7） x T2（a）+ （7.189010301705310 -10） x T3此公式是利用干空气的物理性质表（见附录二）反推而得，使用 范围 0500C。当热侧空气不能被视为理想气体时，比热是温度和压力的函数， 这时将不能再用式（a）计算空气比热（实际气体的比热计算方法见 附录三）。4 总结：为了使计算方法统一，计算结果不因公式及使用参数不同而出现 误差，有关空气比热的计算都采用公式（a）完成
5、，并且在带入温度 值时，为了简便都采用热侧进口温度参加计算。利用公式（a）计算 得到的热空气比定压热容单位为KJ/（kg*K），沿用干空气物理性质表 中所用单位，在试验数据处理计算中同样采用此单位参与计算。附录一 理想气体概念：所谓理想气体，就是人们经过长期观察研究自然界的气体以后， 为了便于研究自然界中客观存在的、比较复杂的真实气体，从复杂的 现象中抓住事物的本质，使问题得以合理的简化，所提出的气体模型， 即假定它的分子是一些弹性的、本身不占有体积的质点，且分子之间 不存在作用力。热力学中，把完全符合 pv二RT及热力学能仅为温度的函数 u二u(T)的气体，称为理想气体；否则称为实际气体。常
6、见的氢气、氮 气、氧气、二氧化碳气、空气、烟气等，在压力不是很高和温度不是 很低的条件下(一般可认为温度不低于0 C,压强不高于 1.01325x105Pa时的气体为理想气体，由于他们的液化温度都很低， 离液化状态都很远)，他们的性质都非常接近于假想的理想气体，在 工程应用所要求的精确度内，完全可以把这些气体当作理想气体看 待，而不至于引起很大的误差。空气中所含的水蒸气分子，因其分压 力小、比体积大，亦可当作理想气体看待。温度t(C)-50-40-30-20-10010203040506070809010012014016018020025030035040050060070080090010
7、0011001200附录二 干空气物理性质表:干空气物理性质表(P=1.01325X 105Pa=760mmHg)密度p(kg/m 3 )比热c(kJ/kg C)导热系数入 X 10 2(W/m C )粘度p X 10 5(Pas)普兰德数Pr1.5841.0132.0351.460.7281.5151.0132.1171.520.7281.4531.0132.1981.570.7231.3951.0092.2791.620.7161.3421.0092.361.670.7121.2931.0092.4421.720.7071.2471.0092.5121.770.7051.2051.0132
8、.5931.810.7031.1651.0132.6751.860.7011.1281.0132.7561.910.6991.0931.0172.8261.960.6981.061.0172.8962.010.6961.0291.0172.9662.060.69411.0223.0472.110.6920.9721.0223.1282.150.690.9461.0223.212.190.6880.8981.0263.3382.290.6860.8541.0263.4892.370.6840.8151.0263.642.450.6820.7791.0343.782.530.6810.7461.0
9、343.9312.60.680.6741.0434.2682.740.6770.6151.0474.6052.970.6740.5661.0554.9083.140.6760.5241.0685.213.310.6780.4561.0725.7453.620.6870.4041.0896.2223.910.6990.3621.1026.7114.180.7060.3291.1147.1764.430.7130.3011.1277.634.670.7170.2771.1398.0714.90.7190.2571.1528.5025.120.7220.2391.1649.1535.350.724附
10、录三 比热容的一般关系式：假设T、v为独立变量，即s=s（T,v）,则:1）dsdsds _ （）dT + （一） dvdT v dv T根据麦克斯韦关系：2）根据链式关系及比热定义&s诗）（辽）（型）二1 du v ds v（du）_ dT v _ c_ （du） T ds v3）4）得到：同样得到：第一 ds 方程）ds _ p dT 一 （） dpTd T p第二 ds 方程）ds _匹）T dpc dTdP +于乔）dv （第二ds方程）p据（第二ds方程）:ds _ p dT 一 （） dpTd T p由全微分关系有：dc（d2vdP）T _-T（莎）P5）同理，据第一 ds方程:dS 二詁 +（等）vdV由全微分关系有：（生）=心）（6）Qv TST 2 v设 p0 为一个足够低的压力，此时气体满足理想气体性质，对式（5）进行积分有：c -c =-TIp空b（7）p pop0 Ist 2 丁式（7）即为比热的一般关系式。对于实际气体比热的计算方法参照公式（7）进行计算，计算过程中注意单位保持统一。
