中南大学工程热力学ppt课件.ppt

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1、第一章基本概念BasicConceptsandDefinition本章基本要求掌握工程热力学中一些基本术语和概念：热力系、平衡态、准平衡过程、可逆过程等。掌握状态参数的特征，基本状态参数p、v、T的定义和单位等。掌握热量和功量这些过程量的特征，并会用系统的状态参数对可逆过程的热量、功量进行计算。了解工程热力学分析问题的特点、方法和步骤。1-1热能动力装置定义：从燃料燃烧中获得热能并利用热能得到动力的整套设备。分类：燃气动力装置:内燃机燃气轮机动力装置喷气动力装置……蒸汽动力装置（一）蒸汽动力装置的工作原理蒸汽动力装置系统简图1-炉子；2-炉墙；3-沸水管；4-汽锅；5-过

2、热器；6-汽轮机；7-喷嘴8-叶片；9-叶轮；10-轴；11-发电机；12-冷凝器；13、14、16-泵；15-蓄水池（二）内燃机的工作原理内燃机的主要部分为汽缸、活塞。内燃机工作过程的特点是：燃料在气缸内燃烧，所产生的燃气直接推动活塞作功。（三）燃气轮机装置的工作原理燃气轮机装置是一种比较新型的动力装置，最简单的燃气轮机装置包括三个主要部件：压气机、涡轮和燃烧室。不同点：结构和工作方式不同。相同点：1）存在某一种媒介物质以获得能量，从而具备作功的能力；(内燃机中混合气，蒸汽机中的水）2）存在能提供热能的能量源；3）只有一部分热能转变为功，余下的热能排向环境介质。讨论：上

3、述三种热机的比较概括看来:吸热、膨胀作功、排热对任何一种热能动力装置都是共同的，也是本质的。1）工质：实现热能和机械能相互转化的媒介物质。2）热源：工质从中吸取或向之排出热能的物质系统。高温热源；低温热源；恒温热源；变温热源两个重要概念：热能动力装置的工作过程可概括成：工质自高温热源吸热，将其中一部分转化为机械能而作功，并把余下部分传给低温热源。high-temperaturesourceEngineLow-temperaturesourceAbsorbheatWorkGiveoutheat1-2热力系统定义：根据研究问题的需要，人为地选取一定范围内的物质作为热力学分析对

4、象，称其为热力系统。热力系统以外的物质称为外界；热力系统与外界的交界面称为边界。边界的选取可以是真实的，也可以是虚拟的；可以是固定的，也可以是运动的；还可以是几种边界的组合。活塞汽缸管气体1122分类：按系统与外界的质量和能量交换的不同，热力系可分为:闭口系——热力系与外界无物质交换。由于系统所包含的物质质量保持不变，亦称为控制质量系统。对于闭口系，常用控制质量法来研究。开口系——热力系与外界有物质交换。开口系通常总是取一相对固定的空间，又称为控制容积系统。对于开口系，常用控制容积法来研究。绝热系——热力系与外界无热量交换。孤立系——热力系与外界无任何能量和物质的交换。简

5、单可压缩系——热力系由可压缩流体构成，与外界只有可逆体积变化功交换的系统。工程热力学讨论的大部分系统都是简单可压缩系统。另外，也可按系统内部状况的不同，将系统分为均匀系（各部分性质均匀）、非均匀系（各部分性质不均匀）；单元系（由单一的化学成分组成）、多元系（由两种及以上的化学成分组成）。注意事项:1）闭口系与系统内质量不变的区别；2）闭口系与绝热系的关系；3）孤立系与绝热系的关系；按系统与外界之间能量交换的具体情况分：1-3热力学状态和基本状态参数基本概念:1)热力学状态—热力学系统所处的宏观物理状况。2)状态参数—描述系统热力学状态的宏观物理量，如压力p、比体积v、温度

6、T、比内能u、比焓h、比熵s。3)基本状态参数—可以直接测量得到的状态参数（p、v、T）。注意:状态参数仅决定于状态，即对应某确定的状态，就有一组状态参数。反之，一组确定的状态参数就可以确定一个状态。其数值仅决定于状态，而与达到该状态的途径无关。因此，状态参数的变化可表示为（以压力p为例）：相应地，状态参数的微增量具有全微分的性质，即基本状态参数：p、v、T1）比体积：v=V/m，单位：2）压力（压强）p，单位：帕，绝对压力：工质的真实压力，用p表示。相对压力：压力计显示的压力注意：表压力pe（pg）、真空度(pv）、大气压力pb弹性弯管式压力计U形管压力计附:常用压力单

7、位：例题第一章A4001441.ppt如图，已知大气压pb=101325Pa，U型管内汞柱高度差H=300mm，气体表B读数为0.2543MPa，求：A室压力pA及气压表A的读数peAA4001441解：强调：pb是测压仪表所在环境压力3）温度T：温度T是确定一个系统是否与其他系统处于热平衡的状态函数。（热平衡的唯一判据）温标：温度的数量表示法；温标的建立一般需要选定测温物质及其某一物理性质，规定基准点及分度方法。热力学温标：是建立在热力学第二定律基础上的而完全不依赖测温物质性质的温标（符号为T）。单位：开尔文（K）——水