湖南大学工程热力学第一章基本概念ppt课件.ppt

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1、1-1热能在热机中转变成机械能的过程热能动力装置定义：从燃料燃烧中得到热能，以及利用热能得到动力的整套设备（包括辅助设备）分类：蒸汽动力装置燃气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汽轮机冷凝器发电机水泵锅炉四个主要装置：锅炉汽轮机凝汽器给水泵水蒸气动力循环系统锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器燃气轮机燃气轮机结构图活塞热动力装置的本质利用某一种媒介物从某个能源获取热能，具备作功能力并对机器作功，最后把余下的热能排向环境介质(大气或冷却水)本质特性：吸热→膨胀做功→排热工质：实现热能与机械能相互转化的媒介物质热源：工质从中吸取热能的物系，或称高温热

2、源冷源：接受工质排出热能的物系，或称低温热源三个基本概念热能吸热膨胀作功排气机械能热动力装置的工作过程：工质从高温热源吸热，将其中一部分转化为机械能而作功，并将余下部分传给低温热源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目的：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概述•系统—人为分割出来，作为热力学研究对象的有限物质系统一、系统、边界与外界Thermo

3、dynamicsystem,boundaryandsurrounding•边界—分隔系统与外界的分界面（线）•外界—边界以外与系统相互化作用的物体，通过功、热、物质交换3种形式与系统相互作用边界特性实际或假想固定或运动系统与外界的作用都通过边界二、热力系统的分类(1)按系统与外界质量交换分类闭口系—closed system开口系—opensystem控制质量CM系统通过边界与外界只有能量交换而无物质交换控制体积CV通过边界与外界有能量与物质交换热力系统的分类(2)绝热系统—adiabaticsystem孤立系统—isolatedsystem系统与外界无热量

4、交换（理想化）如汽轮机、喷管系统与外界无任何形式的质能交换(理想化)一切热力系统连同与之相互作用的外界都可以抽象成孤立系统热力系统选取的人为性（1）锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器过热器只交换功只交换热既交换功也交换热1234mQW1开口系热力系统选取的人为性（2）非孤立系＋相关外界＝孤立系1+2闭口系1+2+3绝热闭口系1+2+3+4孤立系热力系统其它分类方式其它分类方式物理化学性质非均匀系工质种类多元系单元系相态多相系单相系均匀系1-3工质的热力学状态及其基本状态参数State of thermodynamic systemandstate proper

5、ties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状态参数的特征：状态确定，则状态参数也确定，反之亦然.状态参数的全部或部分变化，则工质的状态发生了变化。2.状态参数的积分特征：状态参数的变化量与路径无关，只与初终态有关（物理特征）3.状态参数的微分特征：全微分（数学特征）热力学中常见的状态参数基本状态参数：温度T压力p体积V可以直接用仪表测量出来其他：内能U、焓H、熵S、自由能等可以根据基本状态参数间接计算出来强度性参数与广延性参数强度性参数：系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同，与质量的多少无关，不具有可加性

6、，如压力p、温度T；在热力工程中起着推动力作用，又称为广义力或势广延性参数：整个系统的广延性参数等于各单元体该广延性参数值之和，具有可加性，如质量m、容积V、内能U、焓H、熵S；又称为广义位移比参数：比容比内能比焓比熵单位：/kg/kmol具有强度量的性质一、温度temperature热力学第零定律：如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡，则两个系统彼此必然处于热平衡温度测量的理论基础B温度计温度T的热力学定义处于同一热平衡状态的各个热力系统必定有某一宏观特征彼此相同，用于描述此宏观特征的物理量温度温度是描述热平衡系统冷热状况的物理量微观概念：表示物质内

7、部大量分子热运动的强烈程度，衡量分子平均动能的量度BT0.5mc2常用温标temperaturescale绝对K摄氏℃100373.150.01273.160273.15-17.80-273.1537.8冰熔点水三相点水沸点温标：温度的数值标尺SI规定：符号：T单位：K开温标的换算2.压力p单位:Pa,N/m2常用单位：1bar=105Pa1MPa=106Pa1atm=760mmHg=1.013105Pa1mmHg=133.3Pa1at=735.6mmHg=9.80665104Pa绝对压力：通常用垂直作用于器壁单位面积上的力来表示压力（压强）大