严家騄版工建热力学PPT绪论.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 中国民航大学航空工程学院发动机系工程热物理教研室 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 * * 中国民航大学航空工程学院发动机系工程热物理教研室 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(非热机，同理） 200% 能量利用率 heat engine Energy efficiency * * 中国民航大学航空工程学院发动机系工程热物理教研室 火力发电装置基本特点 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) * * 中国民航大学航空工程学院发动机系工程热物理教研室 燃气装置基本特点 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) 压气机 燃气轮机 燃烧室 空气 废气 * * 中国民航大学航空工程学院发动机系工程热物理教研室 内燃机装置 空气、油 废气 吸气 压缩点火 膨胀 排气 internal combustion engine * * 中国民航大学航空工程学院发动机系工程热物理教研室 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) * * 中国民航大学航空工程学院发动机系工程热物理教研室 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) * * 中国民航大学航空工程学院发动机系工程热物理教研室 热力装置共同基本特点 1、热源，冷源 heat reservoir 2、工质 medium 3、容积变化功 moving boundary work 4、循环 cycle * * 中国民航大学航空工程学院发动机系工程热物理教研室 热机 高温热源 低温热源 Q1 Q2 W 动力循环简图 热效率 Thermal efficiency * * 中国民航大学航空工程学院发动机系工程热物理教研室 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%左右，可否 有途径提高，最高效率是否有极 限？极限为多少？ 1、为什么永动机不能实现？ Perpetual – motion machine 4、热能和机械能通过什么介质转换 * * 中国民航大学航空工程学院发动机系工程热物理教研室 工程热力学的研究内容 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 * * 中国民航大学航空工程学院发动机系工程热物理教研室 过程 过程 化学反应过程 热力过程 闭口系热力过程 开口系热力过程 循环 制冷热泵 内燃机 外燃机 柴油 汽油 燃气轮机 空气压缩 蒸气压缩 吸收 热机 蒸汽动力 * * 中国民航大学航空工程学院发动机系工程热物理教研室 工质 工质 种类 研究方法 状态参数全微分特征 Maxwell式 理想气体 实际气体 混合气体 比热关系式 湿空气 水蒸气 制冷工质 微分关系式 状态方程 * * 中国民航大学航空工程学院发动机系工程热物理教研室 1、宏观方法：连续体(continuum)，用宏观物理量描述其状态，其基本规律是无数经验的总结 特点：可靠，普遍，不能任意推广 经典 （宏观,平衡）热力学 classical (macroscopic, equilibrium) 工程热力学研究方法 √ * * 中国民航大学航空工程学院发动机系工程热物理教研室 2、微观方法：从微观粒子的运动及相互作用角度研究热现象