《热工学绪论》PPT课件.ppt

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1、热工学热工学城建学院安全系陆春义绪论绪论n n本课程主要内容：工程热力学工程热力学+传热学传热学n n本课程性质：重要的专业基础课n n工程热力学工程热力学是一门研究热能有效利用以及热能和其它形式能量转换规律的科学n n传热学传热学是一门研究热能传递的规律之科学。热力学的分类热力学的分类工程热力学工程热力学：热能与机械能：热能与机械能物理热力学物理热力学化学热力学化学热力学生物热力学生物热力学溶液热力学溶液热力学热热力力学学 热热 机机 种种 类类 发电（火力、核能）发电（火力、核能）40%车辆发动机（内燃机）车辆发动机（内燃机）2535%轮船发动机轮船发动机 2535%航空发动机航空发动机

2、2030%制冷空调制冷空调(非热机，同理）非热机，同理）200%能量利用率能量利用率heat engineEnergy efficiency火力发电装置基本特点锅锅炉炉汽轮机汽轮机 发电机发电机 给水泵给水泵 凝凝汽汽器器过热器过热器 1、热源，冷源热源，冷源2、工质（水，蒸工质（水，蒸 汽）汽）3、膨胀做功膨胀做功4、循环循环 (加压、加热、加压、加热、膨胀做功、放热膨胀做功、放热)燃气装置基本特点1、热源，冷源热源，冷源2、工质（燃气）工质（燃气）3、膨胀做功膨胀做功4、循环循环 (加压、加热、加压、加热、膨胀做功、放热膨胀做功、放热)压压气气机机燃燃气气轮轮机机燃烧室燃烧室空空气气废废气

3、气内燃机装置空气、油空气、油废气废气吸气吸气压缩压缩点火点火膨胀膨胀排气排气internal combustion engine内燃机内燃机装置装置基本特点基本特点1、热源，冷源热源，冷源2、工质（燃气）工质（燃气）3、膨胀做功膨胀做功4、循环循环 (加压、加热、加压、加热、膨胀做功、放热膨胀做功、放热)制冷空调制冷空调装置装置基本特点基本特点1、热源，冷源热源，冷源2、工质（制冷剂）工质（制冷剂）3、得到容积变化功得到容积变化功4、循环循环 (加压、放热、加压、放热、膨胀、吸热膨胀、吸热)热力热力装置装置共同基本特点共同基本特点 1、热源，冷源热源，冷源 heat reservoir 2、工

4、质工质 medium,working substance 3、容积变化功容积变化功 moving boundary work 4、循环循环 cycle热机热机 高温热源高温热源 低温热源低温热源 Q1Q2W动力循环简图动力循环简图热效率热效率 Thermal efficiency思思 考考 题题？2、为何要有两个热源，能否不要低、为何要有两个热源，能否不要低 温热源温热源,不放热，不放热，W=Q是否可以是否可以 进行？进行？3、发电厂效率高的只有、发电厂效率高的只有40%左右，可否左右，可否 有途径提高，最高效率是否有极有途径提高，最高效率是否有极 限？极限为多少？限？极限为多少？1、为什么永

5、动机不能实现？、为什么永动机不能实现？Perpetual motion machine4、热能和机械能通过什么介质转换、热能和机械能通过什么介质转换工程热力学的研究内容 1、能量转换的基本定律能量转换的基本定律 2、工质的基本性质与热力过程工质的基本性质与热力过程3、热功转换设备、工作原理热功转换设备、工作原理4、化学热力学基础化学热力学基础1、宏观方法：宏观方法：连续体连续体(continuum)，用宏观，用宏观物理量描述其状态，其基本规律是无数经验物理量描述其状态，其基本规律是无数经验的总结的总结 特点特点：可靠，普遍，不能任意推广可靠，普遍，不能任意推广 经典经典（宏观宏观,平衡平衡）热

6、力学热力学 classical(macroscopic,equilibrium)工程热力学研究方法工程热力学研究方法2、微观方法：微观方法：从微观粒子的运动及相互作从微观粒子的运动及相互作用角度研究热现象及规律用角度研究热现象及规律 特点：特点：揭示本质，模型近似揭示本质，模型近似 微观微观（统计统计）热力学热力学 microscopic(statistical)thermodynamics工程热力学研究方法工程热力学研究方法工程热力学工程热力学传热学传热学 Heat Transfer流体力学流体力学 Hydrodynamics燃烧学燃烧学 Combustion热物性学热物性学 Thermop

7、hysical Property工程热力学所属学科工程热力学所属学科工工程程热热物物理理Engineering Thermophysics1、有几位科学家在热工学作出了贡献，、有几位科学家在热工学作出了贡献，获诺贝尔奖？获诺贝尔奖？小小 知知 识（识（1 1）2、中国哪位教授与美国教授合作提出、中国哪位教授与美国教授合作提出 的状态方程得到普遍认可？的状态方程得到普遍认可？3、Entropy和和Enthalpy是清华哪位教授是清华哪位教授 译为译为“熵熵”和和“焓焓”？4、为什么、为什么恩格斯恩格斯说说“卡诺定理卡诺定理”是头重是头重 脚轻的定理？脚轻的定理？热工学方面获诺贝尔奖的科学家（1）

8、n n J.D.范范.德瓦尔斯德瓦尔斯 Johannes van der Waalsn n(1837-1923)n n 荷兰荷兰n n 气体和液体状态方程气体和液体状态方程n n 1910年诺贝尔物理学年诺贝尔物理学奖奖热工学方面获诺贝尔奖的科学家（2）n n M.普朗克普朗克 Max Planckn n(1858-1947)n n 德国德国n n 发现能量子（量子发现能量子（量子理论的开创者之一）理论的开创者之一）热二律热二律n n 1918年诺贝尔物理年诺贝尔物理学奖学奖热工学方面获诺贝尔奖的科学家（3）n n W.H.能斯脱能斯脱 Walther Hermann Nernstn n(18

9、64-1941)n n 德国德国n n 热化学，熵基热化学，熵基准准n n 1920年诺贝尔年诺贝尔化学奖化学奖热工学方面获诺贝尔奖的科学家（4）n L.昂萨格昂萨格 Lars Onsagern(1903-1976)n 美国美国n 不可逆过程热力不可逆过程热力学理论学理论n 1968年诺贝尔化年诺贝尔化学奖学奖热工学方面获诺贝尔奖的科学家（5）I.普里戈金普里戈金 Ilya Prigogine(1917-)比利时比利时 热力学的耗散热力学的耗散结构理论结构理论 1977年诺贝尔年诺贝尔化学奖化学奖热工学方面获诺贝尔奖的科学家（6）K.G.威尔逊威尔逊 Kenneth G.Wilson(1936

10、-)美国美国 临界重整化群理临界重整化群理论论 1982年诺贝尔物年诺贝尔物理奖理奖热工基础一（工程热力学）参考书热工基础一（工程热力学）参考书1、工程热力学工程热力学 沈维道等沈维道等 高教出版社高教出版社2、工程热力学工程热力学 曾丹苓等曾丹苓等 高教出版社高教出版社3、工程热力学工程热力学 刘桂玉等刘桂玉等 高教出版社高教出版社4、工程热力学工程热力学 庞麓鸣等庞麓鸣等 高教出版社高教出版社5、热力学分析热力学分析 朱明善等朱明善等 高教出版社高教出版社6、工程热力学题型分析工程热力学题型分析 朱明善等朱明善等 清华出版社清华出版社7、Fundamentals of Classical

11、Thermodynamics Gordon J.et al.Fifth ed8、Thermodynamics,Yunus A.Gengel et al.Fourth Edition热工基础二（传热学）参考书热工基础二（传热学）参考书1、传热学基础传热学基础.杨世铭杨世铭.高等教育出版社高等教育出版社.2、传热学传热学.杨世铭，陶文铨杨世铭，陶文铨.高教出版社高教出版社.3、传热学传热学.陶文铨陶文铨.西北工业大学出版社西北工业大学出版社.4、Heat Transfer.J.P.Holman.(霍尔曼霍尔曼.J.P.)5、计算传热学、计算传热学.帕坦卡帕坦卡教学要求1、弄清基本概念，注意每章后的思考题弄清基本概念，注意每章后的思考题2、独立完成作业，每周按时交独立完成作业，每周按时交3、发挥主观能动性，积极完成作业发挥主观能动性，积极完成作业4、有问题及时解决，不要拖至考试有问题及时解决，不要拖至考试clear understanding and firm grasp of the basic principles