《热工学基础》绪论+1-3单元

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1、主编：贾永康徐红梅副主编：高志勇张少飞热工学基础1绪论1单元1工程热力学基本概念及气体状态方程式2单元2热力学第一定律和第二定律3单元3水蒸气4单元4湿空气5单元5工程热力学原理应用举例6第一部分工程热力学目录2单元6稳定导热7单元7对流换热8单元8辐射换热9单元9稳定传热10单元10传热学原理应用举例11第二部分传热学目录3（1）建筑供热系统我国北方地区冬季寒冷，室内需要有供暖设备，图0.1即为一般的供热系统示意，包括热源（设备1、7、8、9及2、3、4、5、6），室外管网及热用户（10、11、12）三部分。图中设备1为蒸汽锅炉，其作用相当于一个换热器，是将燃料（

2、煤、燃气、燃油）的化学能通过燃烧转化为热能后，经锅炉换热面将水加热为高温高压的蒸汽（即将热能传递给蒸汽），蒸汽经过管道可直接送到热用户进行采暖（设备10）或作其它用途（设备13），也可通过设备7（换热器）将水加热后用于热水供暖。蒸汽放热后凝结为水，进入设备8，再经水泵9加压后进入锅炉继续吸热变为蒸汽。而设备2循环水泵则是使供热管网中的回水（约50℃~70℃）经设备7加热到70℃~95℃后输送到热用户进行供暖，散热后再返回吸热。绪论1建筑设备工程中热工学应用举例4图0.1区域蒸汽锅炉房集中供热系统示意图1—蒸汽锅炉；2—循环水泵；3—除污器；4—压力调节阀；5—补给水

3、泵；6—补充水处理装置；7—热网水加热器；8—凝结水箱；9—锅炉给水泵；10—供暖散热器；11—生活热水加热器；12—水龙头；13—用汽设备5此例中至少是通过两个热力循环来实现热能转移的：第一个循环是由设备1—7—8—9—1及相连管道构成，作用是将燃料的化学能产生的热能利用水（蒸汽）这种工作物质的吸热、放热及其物态变化（汽化、凝结），通过设备7转移给供热外网中的循环水；第二个循环是由设备2、设备7、供水管、设备10或11、回水管、设备3及2构成，作用是通过循环水将热能送至各个热用户（用于冬季采暖或其他用途）。图中设备10即可认为是我们室内的散热器。上述的供热系统运行

4、涉及到水蒸气的定压汽化等热力学过程及工作物质通过换热器吸热、放热等传热过程，所用工作物质为水或水蒸气。6（2）空气调节系统空气调节系统的作用是将空气经过过滤、去湿或加湿、加热或冷却后，以一定的速度和方式送入空调房间以满足使用者在温度、湿度、洁净度（包括新鲜度）、速度（简称四度）等方面要求。图0.2是夏季空调系统工作示意图。图中室外新风（如35℃）经过风阀在混合室1中与部分回风（为节能而采用，温度约26℃）混合后，经过滤器2，在喷淋室3被冷冻水（供水7℃，回水12℃）冷却去湿、经设备5再加热（尽量不再加热以节能）后（约20℃左右）由风机6通过风管送至空调房间7，吸收房

5、间热量，温度升高，再将部分回风送至混合室，其余部分排至室外大气中。7上述的空气处理过程涉及到降温去湿等热力学过程和吸热、放热等传热过程，所用工作物质为湿空气。图0.2一次回风空调系统夏季工作示意图1—混合室；2—空气过滤器；3—淋水室；4—后挡水板；5—加热器；6—送风机；7—空调房间；8—低温水送水管；9—回水排出管；10—盛水池8（3）空调用冷源系统图0.2中夏季用于冷却空气的冷冻水是由制冷装置制备的。图0.3即为常用的冷水机组工作原理图。冷冻水从空调系统返回时温度由7℃吸收空气热量变为12℃，在蒸发器4中将热量传给制冷剂，降温为7℃后，再由冷冻水泵输送至空调系

6、统。而蒸发器中制冷剂吸收冷冻水的热量后由液态变为汽态，再由压缩机1加压、冷凝器2冷却（将热能传给冷却水）液化，经节流装置3降压后再送至蒸发器吸热，如此反复循环。而制冷剂在冷凝器中所放热量由冷却水吸收，而后冷却水（温度约36℃）再被冷却水泵5送至冷却塔6由大气冷却（温度约32℃）放热后，再返回冷凝器继续吸收制冷剂蒸汽的热量，如此循环返复。而空调房间的热量则是由大气传入，最终又返回大气中的。9此例中包含几种工作物质的热力循环：制冷剂的1—2—3—4—1制冷循环；冷冻水的7—4—8—7循环；冷却水的5—6—2—5循环。而空调风的循环（8—空调房间—风机—8）图中虽未反映，

7、但实际中是不可或缺的。0.3空调用冷源工作原理图(蒸气压缩式)1—压缩机；2—冷凝器；3—膨胀阀；4—蒸发器；5—冷却水泵；6—冷却塔；7—冷冻水泵；8—空调器10《热工理论基础》包括工程热力学和工程传热学两部分。一般意义上说，二者均属于应用科学的范畴，即从工程技术的角度去研究热能利用、热能转换、热能传递、热能输送的规律和方法，以及实现上述目的所涉及的工作物质的热力学、传热学性质。作为建筑设备类专业的专业基础课程，从高职教育的需求上说，《热工理论基础》教学目的就是使学生对本专业工程实际所涉及到的工程热力学、工程传热学知识有一个基本的了解和掌握，从而为下一步的专业