第二讲热工基础课件.ppt

1、内容:问题1：什么是热工问题2：基本概念问题3：工质（理想气体、水蒸气、湿空气）问题4：热力循环问题5：基本传热方式问题6：传热过程 热热 工工 基基 础础（热工理论基础）（热工理论基础）问题1：什么是热工（Thermal Engineering）？。能量的利用过程，实质上是能量的传递与转换过程。能量的利用过程，实质上是能量的传递与转换过程。氢、酒精等二次能源氢、酒精等二次能源 燃料电池燃料电池 电电 能能 机械能机械能 辐射能辐射能热热 能能风能、水能、海洋能风能、水能、海洋能 机机 械械 机械能机械能直接利用直接利用发电机发电机 煤、石油、天然气煤、石油、天然气 热热 能能热机热机直接利用

2、直接利用核核 能能核反应核反应 太阳能太阳能光合作用光合作用生物质能生物质能燃烧燃烧食物利用食物利用集热器集热器光电池光电池90燃烧燃烧问题2：基本概念热机：能将热能转换为机械能的机器。如蒸汽机、蒸汽轮机、燃气轮热机：能将热能转换为机械能的机器。如蒸汽机、蒸汽轮机、燃气轮机、内燃机和喷气发动机等。机、内燃机和喷气发动机等。工质：实现热能和机械能之间转换的媒介物质。工质：实现热能和机械能之间转换的媒介物质。热源：本身热容量很大，且在放出或吸收有限量热量时自身温度及其它热力热源：本身热容量很大，且在放出或吸收有限量热量时自身温度及其它热力学参数没有明显变化的物体。高温热源学参数没有明显变化的物体。

3、高温热源/低温热源低温热源热力系统：热力系统：在工程热力学中，通常选取一定的工质或空间作为研究的对象，在工程热力学中，通常选取一定的工质或空间作为研究的对象，简称系统。系统以外的物体称为外界或环境。系统与外界之间的分界面称简称系统。系统以外的物体称为外界或环境。系统与外界之间的分界面称为边界。为边界。闭口系统：与外界无物质交换闭口系统：与外界无物质交换的系统。系统的质量始终保持的系统。系统的质量始终保持恒定，也称为控制质量系统。恒定，也称为控制质量系统。开口系统：与外界有物质交换的系统。系开口系统：与外界有物质交换的系统。系统的容积始终保持不变，也称为控制容积统的容积始终保持不变，也称为控制容

4、积系统。系统。绝热系统：与外界没有热量交换的系统。绝热系统：与外界没有热量交换的系统。孤立系统：与外界孤立系统：与外界 既无能量（功、热量）既无能量（功、热量）交换又无物质交换的系统交换又无物质交换的系统热力状态：系统在某一瞬间所呈现的宏观物热力状态：系统在某一瞬间所呈现的宏观物理状况称为系统的热力状态，简称状态。理状况称为系统的热力状态，简称状态。平衡状态：系统内部各处的宏观性质均匀一致、不随时间而变化的状态。平衡状态：系统内部各处的宏观性质均匀一致、不随时间而变化的状态。热热平衡状态平衡状态状态参数：用于描述系统平衡状态的物理量。状态参数：用于描述系统平衡状态的物理量。状态方程式：表示状态

5、参数之间关系的方程式。如：状态方程式：表示状态参数之间关系的方程式。如：f(p,t,v)=0基本状态参数基本状态参数温度、压力、比体积温度、压力、比体积大气压力大气压力p pb b、表压力、表压力p pe e、真空度、真空度p pv vbebvp ppp pp=在系统内外的不平衡势（如压力差、温度差等）较在系统内外的不平衡势（如压力差、温度差等）较小、过程进行较慢、弛豫时间非常短的情况下，可小、过程进行较慢、弛豫时间非常短的情况下，可以将实际过程近似地看作为准平衡过程。以将实际过程近似地看作为准平衡过程。在状态参数坐标图上，准平衡过程可以近似地用连续在状态参数坐标图上，准平衡过程可以近似地用连

6、续的实线表示。的实线表示。准平衡过程（准静态过程）：所经历的每一个状态都无限地接近平衡准平衡过程（准静态过程）：所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的过程状态的过程热力过程：系统由一个状态到达另一个状态的变化过程。热力过程：系统由一个状态到达另一个状态的变化过程。pv12可逆过程可逆过程:如果系统完成了某一过程之后可以沿原如果系统完成了某一过程之后可以沿原路逆行回复到原来的状态，并且不给外界留下任何路逆行回复到原来的状态，并且不给外界留下任何变化。变化。定压过程定压过程/定温过程定温过程/定容过程定容过程/定熵过程定熵过程/多变过程多变过程WpAdxpdV21WpdV21wpdvwpdv21

7、qTdsqTdsqdsT 0,00,00,0dsqdsqdsq 21qTds QWU21Q-WU=U-U Q=U+WQ=dU+Wq=du+w2fs12QHm cmgzW h=u+pvQ=H+Wttqdhw2112120qhhwhhhh问题3：工质（Working Fluid）gpvR T,gpVmR T qcdTuThupvqdsdTippdv0000dpdTdspvRTnpvconst01nnnnk pts sspt ptts vabcde问题4：热力循环（Thermodynamic cycle）p v(,)v h s(,)v h s netWnetQ 22c11qT11qT 212cTTT112cTTT 锅锅炉炉 问题：基本传热方式热传导热传导thermal conduction热对流热对流thermal convection热辐射热辐射 thermal radiation热传导：热传导：0 xt tw2 tw1 w1w 2ttA对流换热对流换热:wfwfQAh ttqh tt h W/(m2K)辐射换热的主要影响因素辐射换热的主要影响因素：tw2 tw1 0 xt h1 tf1 h2 tf2 f1f 2Ak ttAk t12111khh谢 谢！