基本概念及定义-wyz

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1、2021/7/181工程热力学2021/7/182教材：《工程热力学》第四版华自强张忠进编高等教育出版社出版参考教材：《工程热力学》沈维道编高等教育出版社出版2021年7月18日绪论3绪论0-1热能动力工程的重要地位0-2能量转换装置工作过程简介0-3工程热力学的研究内容及研究方法2021年7月18日40-1热能动力工程的重要地位动力工程充分满足生产需要时，社会生产就能迅速发展，推动人类社会不断前进。热能动力工程—将热能转化为机械能，获得生产所需的原动力。热能动力工程起步于18世纪。1784年瓦特制成的蒸汽机，为生产提供了强有力的动力装置，推动生产飞速发展，掀起了著名的“工业

2、革命”，奠定了工业化生产的牢固物质基础。现代社会中，热能动力工程的地位极为重要。热力发电厂、汽轮机、内燃机、燃气轮机、火箭发动机等热能动力装置和设备渗透到社会生产和生活的各个领域，对现代的社会生产的发展起着十分重要的保证作用和积极的推动作用。热能动力工程不断发展和进步，正在积极地向采用原子能和太阳能等新能源的方向前进，并已取得很大进展。随着社会生产的发展，热能动力工程必将不断趋于完善并在新的领域取得成功。2021年7月18日50-2能量转换装置工作过程简介一、蒸汽动力装置锅炉——产生蒸汽（将燃料的化学转换为热能并传递给工质）。工质——工作介质(工作物质)。工质（水、蒸汽）在装

3、置内周而复始地循环，将热能转换为机械能。汽轮机——将蒸汽的热能转换为机械能。冷凝器——将乏汽冷凝成水。水泵——驱动工作介质循环（保证系统内部的高压）。2021年7月18日6内燃机分柴油机和汽油机，从热力学观点看，其工作过程是相同的，以柴油机为例说明其工作过程。进气过程：进气阀打开，排气阀关闭，活塞下行，将空气吸入气缸。压缩过程：进、排气阀关闭，活塞上行压缩空气，使其温度和压力升高。燃烧过程：喷油嘴向气缸内喷油，燃料燃烧，气缸内气体压力和温度急剧升高（燃料的化学能转换为热能）。膨胀过程：高温高压气体推动活塞下行，通过曲轴向外输出机械功。排气过程：活塞接近下死点时，排气阀打开，废

4、气在气缸内外压差的作用下流出气缸。随后，活塞上行将残余气体推出气缸。二、内燃机上述过程周而复始地进行实现了热能转换为机械能的任务。2021年7月18日7燃烧室：空气和燃料在其中混合并燃烧（燃料的化学能转换为热能），得到高温高压的燃气。工质（空气、燃气）在装置内周而复始地循环，实现了将热能转换为机械能的任务。三、燃气轮机装置压气机：从大气环境吸气，并将其压缩，使其压力和温度升高。涡轮机：高温高压的燃气推动涡轮机叶轮旋转对外输出机械功（热能转换为机械能），其中一部分机械能用来驱动压气机。2021年7月18日88压气机：吸入来自蒸发器的低压蒸气，通过压缩(耗功)使其压力和温度提高。

5、冷凝器：使气体冷凝，得到常温高压的液体。节流阀：使液体降压，产生低压低温的液体（含少量蒸气）。蒸发器：通过壁面吸收冷藏库内的热量，工质汽化为低压气体，同时使冷库降低温度或保持低温。工质（气态或液态制冷剂）在压气机作用下周而复始地循环，实现了制冷的任务。四、蒸气压缩制冷装置制冷：以消耗机械功或其他形式的能量为代价，使物体获得低于环境的温度并维持该低温。2021年7月18日90-3工程热力学的研究内容及研究方法热力学(经典热力学)—研究热能性质以及热能和其他能量相互转换规律的科学。工程热力学—热力学的一个分支，着重研究热能和机械能相互转换的规律。研究内容：①热力学基本定律（热力学

6、第一定律、热力学第二定律）；②热力过程和热力循环；②工质的性质；③提高能量转换效率的途径。研究方法：宏观方法—不考虑物质微观结构，从宏观现象出发描述客观规律。用宏观物理量(状态参数)来描述物质所处的状态。优点：直观、可靠。统计热力学采用微观方法。优点：物理概念清楚。2021/7/1810绪论（课程研究的主要任务）工程热力学主要研究热能和机械能之间相互转换的规律及提高能量转换经济性的途径和技术措施。2021/7/1811:物体的动能与势能；：物质分子热运动动能与位能之和；：与电荷的运动和积蓄有关的能量；：通过化学反应释放的能量；：通过核反应释放的能量；二.能量的主要形式:机械能

7、热能电能化学能核能辐射能：物体以电磁波的形式发射的能量。能量是物质运动的度量。一.能量:三.能量的转换与利用氢、酒精等二次能源燃料电池电能机械能辐射能热能风能、水能、海洋能机械机械能直接利用发电机煤、石油、天然气热能热机直接利用核能核反应太阳能光合作用生物质能燃烧食物利用集热器光电池燃烧2021/7/1813四.热能利用的基本方式1.热利用：烧饭、蒸煮、采暖、烘干、熔炼等；2.动力利用：将热能转换成机械能或者再通过发电机转换成电能加以利用。*第一章基本概念及定义14第一章基本概念及定义1-1热力学系统1