湖南大学 工程热力学 第一章 基本概念.pptx

Basic Concepts and Definition;1-1 热能在热机中转变成机械能的过程;热能动力装置;内燃机构造;内燃机工作原理动画;;蒸汽动力装置系统简图; 四个主要装置： 锅炉 汽轮机 凝汽器 给水泵;;燃气轮机结构图;热动力装置的本质;工质：实现热能与机械能相互转化的媒介物质;1-2 热力系统;工程热力学中，为分析问题方便起见，和力学中取分离体的方法一样，把热力学分析的对象从周围物体中隔离出来,研究它与周围物体之间的能量和物质的传递. ?选取热力系统是热力学分析的首要步骤 ????的：明确研究对象所包含的范围和内容 ?能清楚地显示它与周围事物的相互关系 ?便于针对热力系统建立定性和定量的关系;??系统—人为分割出来，作为热力学研究对象的有限物质系统;边界特性;二、热力系统的分类(1);热力系统的分类(2);热力系统选取的人为性（1）;;热力系统其它分类方式;1-3 工质的热力学状态及其基本状态参数;状态: 某一瞬间工质所呈现的宏观物理状况 状态参数: 描述工质所处状态的宏观物理量，如T，P;热力学中常见的状态参数;强度性参数与广延性参数;一、温度 temperature?;温度T 的热力学定义;常用温标 temperature scale;温标的换算;2. 压力 p;压力p的测量;绝对压力与相对压力;3. 比容v specific?volume;??例 题;送风机送出的空气，其绝对压力为;2.如图，已知大气压 pb=101325Pa，U型管内汞柱高度差H=300mm，气压表B读数为0.2543MPa，求：A室压力 pA及气压表A的读数peA;解：;1-4 平衡状态、状态方程式、坐标图;一、平衡状态;为什么引入平衡概念？;二、状态公理;三、状态方程、坐标图;状态方程;状态方程的具体形式;坐标图;1-5 准静态过程与可逆过程;一、一般过程;二、准静态过程;p1 = p0+重物;准静态过程有实际意义吗？;准静态过程的工程条件;准静态过程的工程应用;三、可逆过程的定义;;典型的不可逆过程;典型的不可逆过程;引入可逆过程的意义;四、可逆过程的膨胀功;?功是过程量 ?功可以用p-v图上过程线与v轴包围的面积表示;;四、可逆过程的热量与熵;热量如何表达？;熵-Entropy的定义;熵的说明;热量与容积变化功比较;示功图与示热图;?通过边界传递的能量;第五节 热力循环;热力循环概念;正 循 环;逆 循 环;正循环的评价指标;逆循环的评价指标 1;逆循环的评价指标 2;制冷系数与供热系数;3.有一橡皮气球，当其内部压力为0.1MPa（和大气压相同） 时自由状态，其容积为0.3m3。当气球受太阳照射而气体受 热时，其容积膨胀一倍而压力上升到0.15MPa。设气球压 力的增加和容积的增加成正比。试求： （1）该膨胀过程的p~f（v）关系； （2）该过程中气体作的功； （3）用于克服橡皮球弹力所作的功。;3解：气球受太阳照射而升温比较缓慢，气球压力的增加和容积成正比, 所以关键在于求出p~f（v）;（3）;4. 图示为压缩空气驱动的升降工作台示意图。由储气罐来的压缩空气经阀门调节气体的压力后送入气缸，在压缩空气的推动下活塞上升举起工作台。已知活塞面积为0.02 m2，活塞及工作台重5 000 N。活塞上升300 mm后开始和弹簧相接触，继续上升时将压缩弹簧。设弹簧常数为10 N/mm。若气缸内气体的表压力达到0.3 MPa时停止供气，试求在举升过程中气体所作的功及弹簧所吸收的功。;2. 解 设活塞上升距离为x 停止供气时系统内外达到力平衡，数值上有 F=F外=G+F弹+pbA=pA=(pe+pb)A=6000+0.02pb F弹=F-G-pbA=6000+0.02pb-5000-0.02pb=1000N 弹簧压缩长度△l=F弹/K =1000/10000=0.1m 活塞上升: x=0.3+0.1=0.4m 整个过程中:W= W外= pb△V+W弹＋WG ＝pbAx+0.5K△l 2+G×x=2860.6J ;思考题;判断是否准静态与可逆;作 业 P27 1-5, 1-7, 1-9, 1-10 , 1-15 , 1-16;第一章 小 结;第一章 完;汽轮机;状态参数的积分特征;状态参数的微分特征;闭口系统示例;开口系统示例1;开口系统示例2;压力计;1、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。五月-20五月-20Thursday, May 28, 2020 2、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。21:17:5321:17:5321:175/28/2020 9:17:53 PM 3、越是没