热工基础 第1讲.pptVIP

多媒体教学课件 热工基础 天津中德职业技术学院电气工程系 张链 课程名称： 热 工 基 础 (Fundaments of Thermodynamics and Heat Transfer) 第一章　能源概论 自然界的能源 能源的分类 中国能源结构 中国原油需求预测 “安---纳线”与“安---大线” 能源储备的比较 二、能源的合理利用 三、能量转换装置简介 1、热能动力装置（热电厂） 蒸汽动力装置简图 蒸汽动力装置简图 2、制冷装置 冰箱(refrigerator) 空调(Air-condition) 第二节　 热工基础的主要内容及研究方法 热力学第一定律、第二定律等基本定律是宏观方法的基础。 主要授课内容 第一篇 工程热力学绪论第一章 基本概念第二章 热力学第一定律第三章 理想气体及其混合物第四章 理想气体的热力过程第五章 热力学第二定律第六章 水蒸气与湿空气第七章 气体和蒸汽的流动（自学） 第八章 蒸汽动力循环与制冷循环 第二篇 传热学绪论 第一章 导热基本原理及稳态导热 第二章 非稳态导热 第三章 对流换热 第四章 辐射换热 第一篇 工程热力学基础 §0—1 自然界中的能源及热能的利用 热能利用的两种基本方式： 直接利用和间接利用 在热能的间接利用中，能量的转换往往是能量利用的前提，各种热动力装置将热能转化为机械能，通过动力机带动发电机，最后转换成电能的形式利用，电能具有输送和使用方便等优点。 有关能量及其相互转换规律的知识——即工程热力学的知识。 §0—2 热力学及热力工程的发展简史 远古时代的钻木取火，我国在12-13世纪就有用火力来产生旋转运动的走马灯，使用火药向后喷气加速箭的飞行记载。18世纪发明蒸汽机，实现了热能向机械能的转换。但是，由于蒸汽机笨重、效率不高等缺点，因而促使人们对于水和蒸汽以及其它物质的热力性质进行研究；与此同时，卡诺对如何提高热效率，迈耶、焦尔等人对热与功的转换规律进行了大量实验，从而建立了热力学两个基本定律。 在热力学有关理论的指导下，于19世纪末期，遂发明了内燃机及蒸汽轮机，内燃机具有效率高、重量轻的优点，蒸汽轮机则具有效率高、功率大的优点。内燃机及蒸汽轮机的出现，极大地促进并发展了热力学中热力过程和热力循环的研究。而蒸汽轮机又推动了高参数蒸汽性质及高速气流等问题的研究，使热力学两个定律应用于工程实际中，形成了工程热力学学科。 §0—3 工程热力学的研究对象及其主要内容 工程热力学包括的内容如下： 一、研究工质的热力性质： 热功转换的媒介，叫做工作介质，简称工质。如蒸汽机中的蒸汽，内燃机、涡轮喷气发动机中的空气和燃气等。 二、研究能量之间的转换规律及其应用 第一章 基本概念及气体的基本性质 分界面实例： 图1—1—1表示封闭在气缸中的气体作为研究对象时，气缸和活塞的内壁面就是真实的分界面，而活塞顶部却又是可以胀缩的或运动的分界面。图1—1—2表示气体不断从截面1—1流进，在受到叶轮的作用下，压力必升高，并不断从截面2—2流出。若选取进、出口截面之间的气体作为研究对象，那么进、出口截面1—1和2—2是假想的，固定的分界面，壳体的内壁是真实的，固定的分界面。 三、体系的分类 1、闭口体系 体系和外界之间，可以有功的交换和热量的交换，但没有物质交换，这种体系叫闭口体系。闭口体系的质量保持恒定，所以闭口体系又叫控制体系。（图1—1—1所示） 2、开口体系 体系和外界之间，不仅可以有功的交换和热量的交换，而且还有物质的交换，这种体系叫开口体系，开口体系中能量的交换和物质的交换是在某划定的空间范围内进行的，所以开口体系又叫做控制容积或控制体。（图1—1—2所示） 3、绝热体系 若体系和外界之间没有热量交换，则叫做绝热体系。 4、孤立体系 若体系与外界之间，既没有功和热量的交换，又没有物质的交换，则叫做孤立体系。 §1—2 热力学状态 平衡状态 一、热力学状态（状态） 在某一指定的瞬间，热力学体系所处的宏观物理状态，或者是热力学体系所具有的物理特性的总标志。 二、状态参数 描述体系状态的物理量，叫做状态参数。 如温度、压力等。 三、平衡状态 闭口体系在没有外界影响的条件下，如果体系各部分的状态不随时间而改变，即体系宏观性质的物理量，例如压力和温度等，在任意两个瞬时比较，其结果是一样的，那么该体系就是处于热力平衡状态，或简称平衡状态，否则就叫做不平衡状态。（如图1—1—1） 平衡状态是动态平衡，平衡状态必须满足的条件是热平衡、力平衡和化学平衡。 §1—3 单位制 为了得到热力学准确