工程热力学ppt课件.ppt

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1、第一章基本概念基本概念（Basicconceptsanddefinitions）§1-1热能动力装置（ThermalPowerPlant）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combustiongaspowerplant蒸汽动力装置steampowerplant{内燃机gasturbineinternalcombustionenginejetpowerplant燃气轮机喷气动力装置返回继续下一页返回继续下一页返回继续下一页四冲程汽油机四冲程柴油机二冲程汽油机返回下一页继续蒸汽动力装置（流程图）锅炉过

2、热器汽轮机发电机冷凝器泵返回继续下一页共同本质：都是通过媒介物的：§1-2工质、热源及热力系统定义:实现热能和机械能互相转化的媒介物质。对工质的要求：①膨胀性②流动性③热容量④稳定性、安全性⑤环保性能⑥价格}物质三态中气体最合适1.工质（workingsubstance;workingmedium）吸热膨胀做功排热来完成从燃料燃烧产生的热能向机械能的转化。2.热源（heatsource；heatreservoir）定义：工质从中吸取或向之排放热能的物质系统。热源{温度高低温度变化{{高温热源（热源—heatsource）低温热源（冷源—

3、heatsink）恒温热源（constantheatreservoir）变温热源（variationalheatreservoir）3.1热力系统（热力系、系统、体系）和外界及边界系统（thermodynamicsystemorsystem）人为分割出来，作为热力学研究对象的有限物质；外界（surrounding）与体系发生能量和物质交换的物质；边界（boundary）系统与外界的分界线（面）；SystemBoundarySurroundings三者之间的关系：汽缸-活塞装置（闭口系例）汽车发动机（开口系示例）注意：①系统与外界设定的人

4、为性；②外界与环境介质；③边界可以是：ⅰ刚性的或可变形的；ⅱ固定的或可移动的；ⅲ真实存在的或虚拟的。3.2边界示意图3.3热力系统分类（1）•按组元数：单元系—onecomponentsystem;puresystem多元系—multicomponentsystem•按相数：单相系—homogeneoussystem多相系—heterogeneoussystem注意：1)不计恒外力场的影响;2)多相系未必不均匀（湿蒸汽亦可均匀分布）；3)单元系未必均匀（汽液平衡分离）。3.4热力系统分类（2）按系统与外界有无质量交换分为：开口系（ope

5、nsystem）控制体积（CV）通过边界与外界有物质交换；闭口系（closesystem）控制质量（CM）没有物质交换。•绝热系—adiabaticsystem与外界无热量交换；•孤立系—isolatedsystem与外界既无能量交换也无物质交换；•简单可压缩系—simplecompressiblesystem由可压缩流体组成，无化学反应、与外界可逆功的交换只有体积变化功一种形式的系统。注意：1)闭口系与质量不变系的区别；2)开口系与绝热系的关系；3)孤立系与绝热系的关系。常见的热力常系统3.5热力系统示例图刚性绝热气缸-活塞系统，B侧

6、有电热丝加热红线内—闭口绝热系黄线内不包含电热丝—闭口系黄线内包含电热丝—闭口绝热系蓝线内—孤立系3.6热力系示例图刚性绝热喷管取红线为系统—闭口系取喷管为系统—开口系绝热系？§1-3工质的热力状态及基本状态数•热力学状态—stateofthermodynamicsystem—某一瞬间系统所呈现的宏观物理状况•状态参数—stateofproperties—描述系统所处状态的宏观物理量a).状态参数是宏观量，反映了大量粒子运动的宏观平均效果，只有平衡态才有统一的状态参数。常用的状参有：p,T，Ｖ，Ｕ，Ｈ，Ｓ等，其中ｐ，Ｔ，Ｖ称为基本状态参

7、数。ｂ）状态参数的特性：状态的单值函数物理上：与过程无关数学上：其微分是全微分c)状态参数的分类：广延量—与系统质量多少有关extensiveproperties强度量—与系统质量多少无关intensiveproperties注：广延量的比参数又具有强度量的性质。比如：任意两个系统状态相同的充要条件是：所有状参一一对应相等。两个简单可压缩系统状态相同的充要条件是：两个独立的状态参数分别对应相等。一、温度（temperature）温度：物体的冷热程度热平衡：冷热程度相同时，两物体达到热平衡热力学第零定律——热平衡定律（thezerothl

8、awofthermodynamics）如果A与B，A与C热平衡，则B与C热平衡—测量温度的依据温标（temperaturescale）－温度的表示方法温标的组成：1.基准点，2.刻度华氏温标　基准点：1at