《工程熱力學(xué)》(第四版)課件：00緒論

1、緒緒 論論0- -1 熱能動(dòng)力工程的重要地位熱能動(dòng)力工程的重要地位0- -2 能量轉(zhuǎn)換裝置工作過程簡介能量轉(zhuǎn)換裝置工作過程簡介0- -3 工程熱力學(xué)的研究內(nèi)容及研究方法工程熱力學(xué)的研究內(nèi)容及研究方法 緒論20- -1 熱能動(dòng)力工程的重要地位熱能動(dòng)力工程的重要地位 動(dòng)力工程充分滿足生產(chǎn)需要時(shí)，社會(huì)生產(chǎn)就能迅速發(fā)展，推動(dòng)動(dòng)力工程充分滿足生產(chǎn)需要時(shí)，社會(huì)生產(chǎn)就能迅速發(fā)展，推動(dòng)人類社會(huì)不斷前進(jìn)。人類社會(huì)不斷前進(jìn)。 熱能動(dòng)力工程熱能動(dòng)力工程將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，獲得生產(chǎn)所需的原動(dòng)力。將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，獲得生產(chǎn)所需的原動(dòng)力。 熱能動(dòng)力工程起步于熱能動(dòng)力工程起步于18世世紀(jì)。紀(jì)。1784年年瓦特制成的蒸汽機(jī)

2、，為生瓦特制成的蒸汽機(jī)，為生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的動(dòng)力裝置，推動(dòng)生產(chǎn)飛速發(fā)展，掀起了著名的產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的動(dòng)力裝置，推動(dòng)生產(chǎn)飛速發(fā)展，掀起了著名的“工業(yè)革命工業(yè)革命”，奠定了工業(yè)化生產(chǎn)的牢固物質(zhì)基礎(chǔ)。，奠定了工業(yè)化生產(chǎn)的牢固物質(zhì)基礎(chǔ)。 現(xiàn)現(xiàn)代社會(huì)中，熱能動(dòng)力工程的地位極為重要。熱力發(fā)電廠、汽代社會(huì)中，熱能動(dòng)力工程的地位極為重要。熱力發(fā)電廠、汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等熱能動(dòng)力裝置和設(shè)備滲透輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等熱能動(dòng)力裝置和設(shè)備滲透到社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)現(xiàn)代的社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展起著十分到社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)現(xiàn)代的社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展起著十分重要的保證作用和積極的推動(dòng)作用

3、。重要的保證作用和積極的推動(dòng)作用。 熱能動(dòng)力工程不斷發(fā)展和進(jìn)步，正在積極地向采用原子能和太熱能動(dòng)力工程不斷發(fā)展和進(jìn)步，正在積極地向采用原子能和太陽能等新能源的方向前進(jìn)，并已取得很大進(jìn)展。隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)陽能等新能源的方向前進(jìn)，并已取得很大進(jìn)展。隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展，熱能動(dòng)力工程必將不斷趨于完善并在新的領(lǐng)域取得成功。展，熱能動(dòng)力工程必將不斷趨于完善并在新的領(lǐng)域取得成功。緒論30- -2 能量轉(zhuǎn)換裝置工作過程簡介能量轉(zhuǎn)換裝置工作過程簡介 一、蒸汽動(dòng)力裝置一、蒸汽動(dòng)力裝置 鍋爐鍋爐產(chǎn)生蒸汽（將燃料的化學(xué)轉(zhuǎn)換為熱能并傳遞給工質(zhì)）。產(chǎn)生蒸汽（將燃料的化學(xué)轉(zhuǎn)換為熱能并傳遞給工質(zhì)）。 工質(zhì)工質(zhì)工作介質(zhì)工作介質(zhì)

4、(工作物質(zhì)工作物質(zhì))。 工質(zhì)工質(zhì)（水、蒸汽）在裝置內(nèi)周而復(fù)始地循環(huán)，將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)（水、蒸汽）在裝置內(nèi)周而復(fù)始地循環(huán)，將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。械能。 汽輪機(jī)汽輪機(jī)將蒸汽的將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。 冷凝器冷凝器將乏汽冷將乏汽冷凝成水。凝成水。 水泵水泵驅(qū)動(dòng)工作介驅(qū)動(dòng)工作介質(zhì)循環(huán)（保證系統(tǒng)內(nèi)部的質(zhì)循環(huán)（保證系統(tǒng)內(nèi)部的高壓）。高壓）。緒論4 內(nèi)燃機(jī)分柴油機(jī)和汽油機(jī)，從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，其內(nèi)燃機(jī)分柴油機(jī)和汽油機(jī)，從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，其工作過程是相同的，以柴油機(jī)為例說明其工作過程。工作過程是相同的，以柴油機(jī)為例說明其工作過程。 進(jìn)氣過程：進(jìn)氣過程：進(jìn)氣閥打開，排氣閥關(guān)閉，活塞下行，進(jìn)氣閥打開，排

5、氣閥關(guān)閉，活塞下行，將空氣吸入氣缸。將空氣吸入氣缸。 壓縮過程：壓縮過程：進(jìn)、排氣閥關(guān)閉，活塞上行壓縮空氣，進(jìn)、排氣閥關(guān)閉，活塞上行壓縮空氣，使其溫度和壓力升高。使其溫度和壓力升高。 燃燒過程：燃燒過程：噴油嘴向氣缸內(nèi)噴油，燃料燃燒，氣噴油嘴向氣缸內(nèi)噴油，燃料燃燒，氣缸內(nèi)氣體壓力和溫度急劇升高（燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為缸內(nèi)氣體壓力和溫度急劇升高（燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能）。熱能）。 膨脹過程：膨脹過程：高溫高壓氣體推動(dòng)活塞下行，通過曲高溫高壓氣體推動(dòng)活塞下行，通過曲軸向外輸出機(jī)械功。軸向外輸出機(jī)械功。 排氣過程：排氣過程：活塞接近下死點(diǎn)時(shí)，排氣閥打開，廢活塞接近下死點(diǎn)時(shí)，排氣閥打開，廢氣在氣缸內(nèi)外壓差

6、的作用下流出氣缸。隨后，活塞上氣在氣缸內(nèi)外壓差的作用下流出氣缸。隨后，活塞上行將殘余氣體推出氣缸。行將殘余氣體推出氣缸。二、內(nèi)燃機(jī)二、內(nèi)燃機(jī) 上述過程周而復(fù)始地進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的任務(wù)。上述過程周而復(fù)始地進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的任務(wù)。緒論5 燃燒室：燃燒室：空氣和燃料在其中混合并燃燒（燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為空氣和燃料在其中混合并燃燒（燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能），得到高溫高壓的燃?xì)?。熱能），得到高溫高壓的燃?xì)狻?工質(zhì)（空氣、燃?xì)猓┰谘b工質(zhì)（空氣、燃?xì)猓┰谘b置內(nèi)周而復(fù)始地循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了置內(nèi)周而復(fù)始地循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的任務(wù)。將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的任務(wù)。三、燃?xì)廨啓C(jī)裝置三、燃?xì)廨啓C(jī)

7、裝置 壓氣機(jī)：壓氣機(jī)：從大氣環(huán)境吸氣，并將其壓縮，使其壓力和溫度升高。從大氣環(huán)境吸氣，并將其壓縮，使其壓力和溫度升高。 渦輪機(jī)：渦輪機(jī)：高溫高壓的燃?xì)飧邷馗邏旱娜細(xì)馔苿?dòng)渦輪機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)對(duì)外輸出推動(dòng)渦輪機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)對(duì)外輸出機(jī)械功（熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能），機(jī)械功（熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能），其中一部分機(jī)械能用來驅(qū)動(dòng)壓其中一部分機(jī)械能用來驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)。氣機(jī)。6 壓氣機(jī)：壓氣機(jī)：吸入來自蒸發(fā)器的低壓蒸氣，通過壓縮吸入來自蒸發(fā)器的低壓蒸氣，通過壓縮( (耗功耗功) )使其壓使其壓力和溫度提高。力和溫度提高。 冷凝冷凝器：器：使氣體冷凝，得到常溫高壓的液體。使氣體冷凝，得到常溫高壓的液體。 節(jié)流閥：節(jié)流閥：使液體降壓，產(chǎn)生

8、低壓低溫的液體（含少量蒸氣）。使液體降壓，產(chǎn)生低壓低溫的液體（含少量蒸氣）。 蒸發(fā)器：蒸發(fā)器：通過壁面吸收冷藏庫內(nèi)的熱量，工質(zhì)汽化為低壓氣體，通過壁面吸收冷藏庫內(nèi)的熱量，工質(zhì)汽化為低壓氣體，同時(shí)使冷庫降低溫度或保持低溫。同時(shí)使冷庫降低溫度或保持低溫。 工質(zhì)（氣態(tài)或液態(tài)制冷劑）在壓工質(zhì)（氣態(tài)或液態(tài)制冷劑）在壓氣機(jī)作用下周而復(fù)始地循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了氣機(jī)作用下周而復(fù)始地循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了制冷的任務(wù)。制冷的任務(wù)。四、蒸氣壓縮制冷裝置四、蒸氣壓縮制冷裝置 制冷：制冷：以消耗機(jī)械功或其他形式的能量為代價(jià)，使物體獲得低以消耗機(jī)械功或其他形式的能量為代價(jià)，使物體獲得低于環(huán)境的溫度并維持該低溫。于環(huán)境的溫度并維持該低溫。0

9、- -3 工程熱力學(xué)的研究內(nèi)容及研究方法工程熱力學(xué)的研究內(nèi)容及研究方法 熱熱力學(xué)力學(xué)(經(jīng)典熱力學(xué)經(jīng)典熱力學(xué))研究熱能性質(zhì)以及熱能和其他能量相互研究熱能性質(zhì)以及熱能和其他能量相互轉(zhuǎn)換規(guī)律的科學(xué)。轉(zhuǎn)換規(guī)律的科學(xué)。 工工程熱力學(xué)程熱力學(xué)熱力學(xué)的一個(gè)分支，著重研究熱能和機(jī)械能相互熱力學(xué)的一個(gè)分支，著重研究熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律。轉(zhuǎn)換的規(guī)律。 研究內(nèi)容：研究內(nèi)容： 熱力學(xué)基本定律（熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律）；熱力學(xué)基本定律（熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律）；熱力過程和熱力循環(huán)；工質(zhì)的性質(zhì)；提高能量轉(zhuǎn)換效率的途徑。熱力過程和熱力循環(huán)；工質(zhì)的性質(zhì)；提高能量轉(zhuǎn)換效率的途徑。 研究方法：宏觀方法研究方法：宏觀方法不考慮物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)，從宏觀現(xiàn)象出