《暖通空调基础知识》PPT课件

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1、暖通空调基础知识城建学院高寿云第一部分　工程热力学第二部分传热学第十章暖通空调基础知识第一部分　工程热力学第一节　基本概念热力系一、定义热力系：人为规定的热力学研究对象。外界：热力系以外，与热力系发生物质、能量交换的的物质系统。边界：热力系和外界的分界面。热力系通过边界和外界进行功量、热量和物质的交换。边界可以是实际的容器壁面，也可以是假想的封闭曲面。可以是固定的，也可以是可移动或胀缩的。二、分类开口系：与外界有物质交换。闭口系：与外界无物质交换。绝热系：与外界无热量交换。孤立系：与外界既无能量交换，有无物质交换。简单可压缩系：由可压缩流体构成，通过体积变化而实现热能转换。热源

2、：是一种特殊的热力系，具有无限大热容量，即在从热源吸收或向热源放出有限热量时，热源本身的温度不变，如大气和海洋等。按系统内部的状况不同，还可以将热力系分为：单元系、多元系、单相系（或称均匀系）、复相系（或称非均匀系）等。工质的状态及其状态参数一、热力学状态1.工质：用来实现能量相互转换的媒介物质。工程中常用的工质是可压缩的流体（水蒸汽、燃气，空气等）。2.热力学状态：热力系在某一瞬间呈现的宏观物理状态。3.状态参数：描述系统所处状态的宏观物理量。描述热力系平衡状态时，可以用少量几个表征系统性质的称为状态参数的物理量来描述。例如一定质量的气体组成的系统，为了描述它，不必知道单个气

3、体分子的信息（如速度或动量等），而只要用如压力、容积、质量、温度等几个宏观变量即状态参数描述。所以系统的状态是用系统的状态参数来表示，若这些状态参数有确定的值，那么系统状态就确定了。常用的有：温度T、容积V、压力p、焓H、熵、内能U。特点：数值大小仅取决于给定的状态；参数变化量仅取决于初、终状态。二、基本状态参数状态参数中比容、压力、温度是可以由仪表直接测量得到的参数，称作基本状态参数。1.比容（v，单位m3/kg）：单位质量工质所占有的体积。`显然，比容和密度之间互为倒数。2.压力（p，单位Pa）：单位面积上所承受的垂直作用力。根据分子运动论，气体的压力是分子运动撞击在单位面

4、积上呈现的平均作用力。工程上常用的单位：兆帕（1Mpa=106Pa）；巴（1bar=105Pa）；标准大气压（1atm=101325Pa）。3.温度：描述系统冷、热状况的状态参数，标志物体内部分子无序运动的剧烈程度。温度的高低通常用温标来表示，常用的温标有：（1）热力学绝对温标（热力学温度或绝对温度）：　　　开尔文在热力学第二定律的基础上，从理论上引入的与测温物质性质无关的温标。它可作为标准温标，一切经验温标均可以用此温标来校正。它的符号为T，单位为K(称“开尔文”)。（2）摄氏温标：符号为t、单位℃。1960年国际计量会议把水的三相点定为273.16K，0.01℃。和热力学

5、温标的关系为：t（℃）=T（K）－273.15另外常用的温标还有华氏温标和朗肯温标。热平衡定律（热力学第零定律）:分别与第三个系统处于热平衡（相互之间没有热量传递）的两个系统，它们彼此也必定处于热平衡。处于热平衡状态的系统温度必然具有相同的温度。三、平衡状态实验表明，一个不受外界影响的系统，无论它的初始状态如何，经过充分长时间后，它必将达到这样一种状态，系统的宏观性质不随时间变化，即达到平衡状态。1.定义：没有外界作用的条件下，系统的宏观性质不随时间而变化的状态。2.实现条件：一切不平衡势差全部消失。对于一个状态可以自由变化的热力系，如果系统内以及系统与外界的一切不平衡势差均

6、不存在，则热力系一切可见的宏观变化将停止，这时热力系处于平衡状态。3.特点：具有确定的状态参数。热力过程、准平衡过程与可逆过程热力过程：热力系由一状态向另一状态变化时所经历全部状态的总和。一、准平衡过程1.定义：在热力过程中，不平衡势差无限小，热力学所经历的一系列状态都无限接近于平衡状态的热力过程。2.实现条件：推动过程进行的势差无限小。3.特点：由于热力系经历的过程中每一状态均可称为平衡态，因而准平衡过程可在状态参数坐标图中用连续曲线表示，称过程曲线；准平衡过程是一种理想化的过程，是实际过程进行得足够缓慢的极限情况，一切实际过程只能接近于准平衡过程，在工程实际设备中进行的过程

7、常常可作为准平衡过程。二、可逆过程1.定义：系统经历一个过程之后，如果沿原来路径逆向进行，能使系统与外界同时恢复到初始状态而不留下任何痕迹。可逆过程与准平衡过程从定义上的一个重要区别就在于过程逆行,“没有遗留下任何变化”，例如功、热、状态等变化。2.实现条件：推动过程的势差无限小，而且不存在任何耗散现象。无耗散效应的准平衡过程就是可逆过程。所谓耗散指固体或液体的磨擦、电阻、非弹性形变、磁滞等现象起的效应，使能量耗散了，变为热。可逆过程是热力学的抽象，实际过程是无法实现的，但人们可以无限的接近