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工程热力学Engineering Thermodynamics 绪 论 风力发电 水力发电 太阳能发热 太阳能电池汽车 工程热力学与节能 节能的重要性（1） 节能的重要性（2） 节能的重要性（3） 中国平均供电耗煤量的变化 中国与日本工业能耗比较 节能的重要性（4） 火电厂系统图 实际火电厂布置图 元宝山火电厂 大型坑口电站(陕西韩城电厂) 德国1.35MW核电站 首台国产20万千瓦机组(辽宁朝阳电厂) 汽轮机（透平Turbine）机组刨面图 火力发电装置基本特点 航空发动机（燃气循环） 波音航空发动机（燃气循环） 燃气发电装置 燃气装置基本特点 单缸汽油发动机构造（内燃机） 汽车发动机与传动（内燃机） 汽车发动机与传动（内燃机） 内燃机装置 工程热力学的研究内容 参 考 书 教学要求 绪 论 完 空气、油 废气 吸气 压缩点火 膨胀 排气 内燃机装置基本特点 1、热源，冷源 2、工质（燃气） 3、膨胀做功 4、循环 (加压、加热、 膨胀做功、放热) 制冷空调装置基本特点 1、热源，冷源 2、工质（制冷剂） 3、得到容积变化功 4、循环 (加压、放热、 膨胀、吸热) 热力装置共同基本特点 1、热源，冷源（吸热、排热） 2、工质： （实现热能、机械能转化的媒体） 3、容积变化功（热能 机械能） 4、循环 ：（连续实现热能与机械能 的转换） 热机 高温热源 低温热源 Q1 Q2 W 动力循环简图 热效率 1、可否不要热源而作功？ 思 考 题 ？ 2、为何要有两个热源，能否不要低 温热源, 不放热，W=Q是否可以 进行？ 3、发电厂效率高的只有40%，可否 有途径提高，最高效率是否有极 限？极限为多少？ 4、工质与热功转换的关系 1、能量转换的基本定律 2、工质的基本性质与热力过程 3、热功转换设备、工作原理 4、化学热力学基础 * * 工程热力学是重要的技术基础课 工程热力学 是一门研究热能有效利用及 热能和其它形式能量转换规律 的科学 能源转换利用的关系 热 能 电 能 机 械 能 风 能 水 能 化 学 能 核 能 地 热 能 太 阳 能 一次能源 (天然存在) 二次能源 光电转换 燃料电池 光热 聚变 裂变 燃烧 水车 水轮机 风车 热机 电动机 发电机 90% 转换 直接利用 建立节能的理论基础 工程热力学 是一门研究热能有效利用及 热能和其它形式能量转换规律 的科学 发电为例：我国电力 2 亿 5 千万千瓦 ? 中等发达国家 1 kW/人 ? 发达国家 6 kW/ 人 2050 年 ? 1 kW/人 ? 15 亿千瓦 ? 我国 0.2 kW/ 人 ? 煤： 9 亿 kW 2050 年 ? 1 kW/人 ? 15 亿千瓦 ? 水能： 3 亿 7 千 6 百 kW ? 核能： 2 亿 kW ? 风能、太阳能： 1 亿 kW 燃煤：SO2、粉尘、CO2 （酸雨） （温室效应） 57%城市总悬浮颗粒超标 48个城市SO2浓度超标 82%城市出现过酸雨 目前 g / kW. h 我国能源利用率32% (先进42%) 热力学的分类 工程热力学：热能与机械能 物理热力学 化学热力学 生物热力学 溶液热力学 热力学 热 机 种 类 ? 发电（火力、核能） 40% ? 车辆发动机（内燃机） 25~35% ? 轮船发动机 25~35% ? 航空发动机 20~30% ? 制冷、空调 200% 能量利用率 锅 炉 汽轮机 发电机 给水泵 凝汽器 过热器 1、热源，冷源 2、工质（水，蒸 汽） 3、膨胀做功 4、循环 (加压、加热、 膨胀做功、放热) 活塞 活塞 1、热源，冷源 2、工质（燃气） 3、膨胀做功 4、循环 (加压、加热、 膨胀做功、放热) 压气机 燃气轮机 燃烧室 空气 废气 燃油 图6-15 单缸汽油机构造示意图 -火花塞 2-气缸盖 3-出水口 4