外行学空分(59)一一回复Sungh先生关于常温压缩和深冷压缩的问题

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9 `( @8 l* R# N3 G' W   首先我将对先生的回复理解途述一下，先生认为理想压缩过程(包括等温压缩和绝热压缩)常温压缩和深冷压缩是等效，这一点我完全同意，我前帖只说明了等温压缩过程常温压缩和深冷压缩是等效的，先生把这个限制到了理想绝热过程，但先生认为非理想绝热压缩过程其效率低于常温绝热压缩，不知道我的理解是否正确，如有错误请指出。
   下面我就非理想绝热过程常温压缩和深冷压缩是否等效的问题做一下说明，仍以进口温度100K，绝热压缩效率80%，环境温度300K为例说明。
   理想双原子气体，温度100K，压缩比2，绝热效率80%，耗功l00KWh。
    常温压缩和深冷压缩是否等效，关健问题有两个，一是进口温度300K，压缩比2，绝热效率80%，得到的压力能是多少，二是深冷条件下绝热效率80%绝热压缩的冷损是多少？冷能损失又是多少？
, P- A; j. @4 m& {' ?  首先我认为第一个问题的答案是低于300KWh，大约是200Kwh左右，关于第二个问题，我认为冷损是100KWh，但冷损的有效能（即冷能损失）低于200KWh。
- w  O" m' D3 _# A$ i$ A   至于先生讲到的压力能冷能转换中膨胀机效率问题，那已经是利与不利的问题，这个就复杂了。
: S9 K( n: l* T- W! [" ]   至于那个解答，我尚需加深理解先生计算出的那个有效能效率的真切涵义是什么？在热力学术语中，所有的效率都是指有效能效率！绝热效率当然是有效能效率！如果先生定义的深冷绝热压缩有效能效率是正确的，那么深冷绝热压缩过程就出现了两个有效能效率，那问题就太大了，甚至于都可能引起热力学的革命！我需要认真思考。

  任何过程的有效能效率都只有一个计算办法，都涉及可逆过程最大输出功和最小输入功。都是实际输入输出功和可逆过程最大输出功和最小输入功的比值，其数值只能在0-1之间！任何抛开可逆最小输入功和最大输出功，而别出心裁地进行有效能效率的定义和计算，都是莫名其妙且不知所云！

环境温度下的等温效率也能看作是有效能效率，我们说空压机效率70%，实际也是说空压机每消耗100kW功率，空气得到的有效能是70kW。
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但低温或常温以上的绝热效率与有效能效率并不相等，先说常温以上，绝热效率80%，可看作80kW效率100%可逆压缩增加气体的有效能，另20kW转为热量使气体温度升高，而使气体有效能更高一点。所以常温以上压缩级本身的有效能效率都大于绝热效率。

但低温情形下不一样，绝热效率80%，80kW转为气体有效能，虽然气体温度升高，但ΔS=0，所以并无引起损失，因为反过来气体膨胀到原来压力时(效率100%)，温度还是能回到原来的温度。只有20kW热量才引起损失。所以低温压缩级本身的有效能效率小于绝热效率。

极端情况，绝热效率0，相当于电炉，输入功全部化为热量，对于常温以上的增压，压力不变，但因气体温度升高，气体的有效能还是有所增大，所以有效能效率并不是0，而是大于0；对于低温压缩，压力不变，气体温度升高，气体有效能实际上减少了，所以有效能效率小于0。

气体的低温增压有效能效率低，真正涵义是：在低温工程中，要尽量避免气体的低温增压。
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