热功基础及动力设备讲稿1

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1、热功基础及动力设备讲稿绪论一、能源及其分类所谓能源就是指可向人类提供各种能量和动力的物质资源。能源的分类方法有好儿种。1、按来源可分为：太阳辐射能、来口地球本身的能量、来口刀球和太阳等天体对地球的引力，如潮汐能。2、按形态分：一次能源、二次能源3、按便用程度和技术分：常规能源和新能源4、按污染程度分：清洁能源和非清洁能源5、按性质分：含能体能源和过程性能源。二、能源与环境能源对环境的污染主要表现在一下儿个方面：1、温室效应与热污染2、酸雨3、臭氧层的破坏4、放射性污染5、其他污染三、热功基础的研究对象热工基础的研究对象是

2、解决热量是如何传递的以及在传递时所遵循的规律，研究如何通过传热机理的研究，提高热能利用的经济性,和有效解决有关设备的热设计和热控制问题等。它与物理化学的区别就在于，示者注重与理论的研究，而麻者更偏重于实际应用，但后者是前者学习的基础。四、热工基础的主要内容热工基础的主要内容分为两个部分：理论部分为热力学笫一、二定律，工质的热力性质和热力过程，热量传递规律中的三种传热方式；应用部分为热功设备，如锅炉、气伦机和各种换热器等。这些部是我门这门课学习的主要内容。第一章热能转换的基本概念和基本定律热工和物理化学所学知识的最大不同就

3、在于前者在工程当中应用比较多，因此它的一些概念和术语也和物理化学当中所学的有些不同。但是所依据的基本定律都是一样的，即热力学第一定律和第二定律。第一定律揭示的是能罐传递和转换过程当屮能罐“数量”的关系，第二定律则进一步阐明了能量转换不但有“能量”多少的问题，还有“品质”高低问题。第一节热能转换的基本概念一、热力系、状态及状态参数（一）热力系与工质1、工质：在物化学习当屮我门知道热机就是将热能转变为机械能的设备，如气伦机、内燃机等都是热机。在热机小要使热能不断的转变为机械能，需要借助于媒介物质。实现能量转换的媒介物质就是工

4、质。例如在卡诺热机当中的工质就是理想气体。不同性质的工质对能量转换的效果冇直接影响，工质性质的研究是木学科的重要内容Z一。原则上，气、液、固三态物质都可以作为工质，但热力学屮，热能与机械能的转换是通过物质体积变化来实现的，为使能：&转换快速而冇效，常选气态物质为工质。在火电厂屮，由于工质连续不断的通过热力设备膨胀做功，因此，要求工质应有良好的膨胀性和流动性，此外，还要求工质热力性质稳定，无毒，无腐蚀，价廉、易得等。因此,FI前火电厂中采用水蒸气作为工质。水在锅炉中吸热生成蒸气，然后在气伦机中膨胀推动叶伦向外做功，做功示的

5、乏汽在宁汽器屮向冷却水放热又凝结为水。在这一系列屮，炉膛屮的高温烟气是向工质提供热量的高温热源，气轮机是实现能最转换的热机，凝汽器屮的冷却水是吸收工质所释放的废热的低温热源，通过工质的状态变化及它和高温热源、低温热源Z间的相互作用实现了热能向机械能的连续转换。2、热力系：作任何分析，首先必须明确所研究的对象。在热力学中，具休指定的热力学研究对象称为热力系。系统外与之相关的所有相关物体称为外界。热力系与外界之间的分解面称为界面或边界。根据具体情况，这个界面可以是固定的，也可以是移动的。a)b)图2-1热力系统如图2-la所

6、示的气缸活塞机构，若把虚线所包围的空间去做热力系，则具边界就是真实的，其中活塞所在的那条边界是可移动的;图2-lb所示的气轮机若取1—1,2—2截血所包围的空间作为热力系，那么1一1,2—2截而所形成的界面就是假想的。一般情况下，热力系与外界总是处于相互作用屮，它们可以通过边界进行物质和能量的交换。物质交换是通过物质流进流出热力系來实现的，能量交换则有传热和做功两种形式。根据热力系与外界相互作用悄况的不同，热力系对区分为以下几种类型。a、闭口系：与外界无物质交换的系统。此时，系统内部没有物质通过系统边界，系统内物质的质量

7、保持不变，也称为控制质量系统。b、开口系：与外界冇物质交换的系统。此时，热力系统内的物质质量可以冇变化，此时，可以把研究对象规划在一定的空间范围内，如图2-lb所示，因此开口系乂称为控制容积系统。c、简单可压缩系：热力系冇可压缩流体构成，与外界只冇热量和可逆(可逆即指可逆过程)体积变化功的交换。热能转换所涉及的系统人多属于简单可压缩系统。d、绝热系：与外界无热量和质量交换的系统。此时，系统与外界无能量的交换。e、孤立系：与外界无任何热量和能量的交换。显然，白然界中的-切事物都是相互联系和相互制约的，所以绝对的绝热系和孤立

8、系在实际中是并不存在的。根据热源的高低不同，热源可分为高温热源和低温热源。但是，由于一切热力现象所涉及的空间范围总是有限的，因此，如果我们把研究对象连同与它直接相关的外界所有物体一起取作一个新的热力系，则因该系统与外界不发牛•任何能量和物质的交换，它就可以看作是一个孤立系。如图2-la所示的闭口系，它如果与热源、气缸