熱工基礎(chǔ)與應(yīng)用-第3版-知識(shí)點(diǎn)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上熱工基礎(chǔ)及應(yīng)用第3版知識(shí)點(diǎn)第一章 熱能轉(zhuǎn)換的基本概念本章要求：1.掌握研究熱能轉(zhuǎn)換所涉及的基本概念和術(shù)語；2.掌握狀態(tài)參數(shù)及可逆過程的體積變化功和熱量的計(jì)算；3.掌握循環(huán)的分類與不同循環(huán)的熱力學(xué)指標(biāo)。知識(shí)點(diǎn)：1.熱力系統(tǒng)：根據(jù)研究問題的需要和某種研究目的，人為劃定的一定范圍內(nèi)的研究對(duì)象稱為熱力系統(tǒng)，簡稱熱力系或系統(tǒng)。熱力系可以按熱力系與外界的物質(zhì)和能量交換情況進(jìn)行分類。2.工質(zhì)：用來實(shí)現(xiàn)能量相互轉(zhuǎn)換的媒介物質(zhì)稱為工質(zhì)。3.熱力狀態(tài)：熱力系在某瞬時(shí)所呈現(xiàn)的宏觀物理狀態(tài)稱為熱力狀態(tài)。對(duì)于熱力學(xué)而言，有意義的是平衡狀態(tài)。其實(shí)現(xiàn)條件是：。4. 狀態(tài)參數(shù)和基本狀態(tài)參數(shù)：描述系統(tǒng)

2、狀態(tài)的宏觀物理量稱為熱力狀態(tài)參數(shù)，簡稱狀態(tài)參數(shù)。狀態(tài)參數(shù)可按與系統(tǒng)所含工質(zhì)多少有關(guān)與否分為廣延量（尺度量）參數(shù)和強(qiáng)度量狀態(tài)參數(shù)；按是否可直接測量可分為基本和非基本狀態(tài)參數(shù)。5. 準(zhǔn)平衡（準(zhǔn)靜態(tài)）過程和可逆過程：準(zhǔn)平衡過程是基于對(duì)熱力過程的描述而提出的。實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)平衡過程的條件是推動(dòng)過程進(jìn)行的不平衡勢差要無限小，即，（）。6、熱力循環(huán)：為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)的能量轉(zhuǎn)換，就必須實(shí)施熱力循環(huán)，即封閉的熱力過程。熱力循環(huán)按照不同的方法可以分為：可逆循環(huán)和不可逆循環(huán)；動(dòng)力循環(huán)（正循環(huán)）和制冷（熱）循環(huán)（逆循環(huán)）等。動(dòng)力循環(huán)的能量利用率的熱力指標(biāo)是熱效率：；制冷循環(huán)能量利用率的熱力學(xué)指標(biāo)是制冷系數(shù)：。第二章 熱力學(xué)第一

3、定律本章要求：1. 深入理解熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)；2. 熟練掌握熱力學(xué)第一定律的閉口系統(tǒng)和穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)的能量方程。知識(shí)點(diǎn)：1. 熱力學(xué)第一定律：是能量轉(zhuǎn)換與守恒定律在涉及熱現(xiàn)象的能量轉(zhuǎn)換過程中的應(yīng)用。熱力學(xué)第一定律揭示了能量在傳遞和轉(zhuǎn)換過程中數(shù)量守恒這一實(shí)質(zhì)。 2. 閉口系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律表達(dá)式，即熱力學(xué)第一定律基本表達(dá)式：。 3. 穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)的能量方程：。4. 技術(shù)功：，在可逆條件下 。第三章 熱力學(xué)第二定律本章要求：1. 深刻理解熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)，掌握卡諾循環(huán)、卡諾定理及其意義；2. 掌握熵參數(shù)，了解克勞修斯不等式意義；3.利用熵增原理進(jìn)行不可逆過程和循環(huán)的分析與計(jì)算。知識(shí)點(diǎn)：1.

4、 熱力學(xué)第二定律：能量不僅有“量”的多少問題，而且有“品質(zhì)”的高低問題。熱力學(xué)第二定律揭示了能量在傳遞和轉(zhuǎn)換過程中品質(zhì)高低的問題，其表現(xiàn)形式是熱力過程的方向性和不可逆性。熱力學(xué)第二定律典型的說法是克勞修斯說法和開爾文的說法。雖然不同說法表述上不同，但實(shí)質(zhì)是相同的，因此具有等效性。2. 卡諾循環(huán)和卡諾定理：是熱力學(xué)第二定律的重要內(nèi)容之一，它不但指出了具有兩個(gè)熱源熱機(jī)的最高熱效率，而且奠定了熱力學(xué)第二定律的基礎(chǔ)。3. 卡諾循環(huán)熱效率：當(dāng)熱源溫度為TH，冷源溫度為TL時(shí)，卡諾循環(huán)的熱效率為。4.卡諾定理：如果用表示兩恒溫?zé)嵩吹目赡嫜h(huán)的熱效率，用表示同溫限下的其它循環(huán)熱效率，則卡諾定理可以表示為。5

5、. 熵：利用卡諾循環(huán)和卡諾定理可以導(dǎo)出或證明狀態(tài)參數(shù)熵，。6. 克勞修斯不等式：。通過克勞修斯不等式可以判斷循環(huán)是否可行，是否可逆，因此克克勞修斯不等式是熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式之一。利用克勞修斯不等式可以導(dǎo)出關(guān)系式，此式可以用來判斷熱力過程的可行與否（是否可以發(fā)生），可逆與否，因此它亦是熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式之一。7. 熵產(chǎn)：熵產(chǎn)是不可逆因素引起的，恒大于等于零，因此熵產(chǎn)是揭示不可逆過程大小的重要判據(jù)。熵產(chǎn)可以通過孤立系的熵增原理求得。8. 孤立系的熵增原理：孤立系的熵只能增加，不能減少，極限的情況保持不變。即： 或 。孤立系的熵增原理的數(shù)學(xué)表達(dá)式也是熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式之一。熵

6、增原理也適用于控制質(zhì)量的絕熱系，即： 或 。第四章 理想氣體的熱力性質(zhì)和熱力過程本章要求：1. 掌握理想氣體各種熱力過程的過程方程和基本狀態(tài)參數(shù)間關(guān)系；2. 進(jìn)行各種熱力過程的功量和熱量的計(jì)算分析，并在p-v圖和 T-s圖對(duì)熱力過程進(jìn)行定性分析；3. 掌握理想氣體的狀態(tài)方程；4. 掌握理想氣體的比熱容，正確運(yùn)用比熱容計(jì)算理想氣體的熱力學(xué)能、焓和熵。知識(shí)點(diǎn)：1. 理想氣體的狀態(tài)方程： 或 。針對(duì)整個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)方程可以寫為：或。氣體常數(shù)與摩爾氣體常數(shù)有關(guān)系式：。2. 理想氣體的比熱力學(xué)能：僅與溫度有關(guān)， 或 。3. 理想氣體的比焓：僅與溫度有關(guān)， 或 。4. 理想氣體的比熵：不但與溫度有關(guān)，而且與壓

7、力或體積有關(guān)。如： 或 5. 理想氣體的混合物：為研究理想氣體混合物而引入的兩模型是分壓力模型與分體積模型，從而有道爾頓分壓力定律和亞美格分體積定律。利用理想氣體混合物的成分可以求解折合的摩爾結(jié)果、氣體常數(shù)、比熱力學(xué)能、比焓和比熵。6. 理想氣體的多變過程：。第五章 蒸氣的熱力性質(zhì)和熱力過程本章要求：1.掌握蒸氣的熱力性質(zhì)特點(diǎn)，能正確熟練利用蒸氣熱力性質(zhì)圖、表進(jìn)行蒸氣熱力性質(zhì)的計(jì)算；2.掌握蒸氣熱力過程分析計(jì)算的步驟，能正確使用蒸氣熱力性質(zhì)圖、表進(jìn)行蒸氣熱力過程的分析計(jì)算。 知識(shí)點(diǎn)：1. 蒸氣的熱力性質(zhì)：可以歸納為一點(diǎn)、二線、三區(qū)、五狀態(tài)。一點(diǎn)：臨界狀態(tài)點(diǎn)，僅隨工質(zhì)而異；二線：飽和蒸氣線（上界

8、線）和飽和液線（下界線）；三區(qū)：未飽和液區(qū)、濕蒸氣區(qū)和過熱蒸氣區(qū)；五狀態(tài)：未飽和液、飽和液、濕蒸氣、飽和蒸氣和過熱蒸氣。2. 蒸氣熱力性質(zhì)圖表：根據(jù)蒸氣五種狀態(tài)的計(jì)算特點(diǎn)，蒸氣熱力性質(zhì)表分為飽和液和飽和蒸氣表，未飽和液和過熱蒸氣表。用于定性分析的蒸氣熱力性質(zhì)圖是p-v和T-s圖，用于定量計(jì)算的水蒸氣熱力性質(zhì)圖是h-s圖。3. 蒸氣熱力過程分析：借助蒸氣熱力性質(zhì)圖表分析蒸氣的熱力過程，利用第一定律的能量方程和第二定律的熵增原理進(jìn)行能量傳遞與轉(zhuǎn)換的分析計(jì)算和過程的不可逆性的分析計(jì)算。第六章 濕空氣本章要求：1.掌握濕空氣的狀態(tài)參數(shù)；2.濕空氣的基本熱力過程分析計(jì)算。知識(shí)點(diǎn)：1. 濕空氣的熱力性質(zhì)：

9、濕空氣是干空氣和水蒸氣的混合物，濕空氣的狀態(tài)參數(shù)有露點(diǎn)溫度、相對(duì)濕度、含濕量（比濕度）和比焓。濕空氣的狀態(tài)參數(shù)可以用解析法求取，也可以用焓-濕圖求取。2. 濕空氣的熱力過程：濕空氣熱力過程多為幾種基本熱力過程的組合，濕空氣的基本熱力過程有：加熱與冷卻過程、冷卻去濕過程和絕熱加濕過程。濕空氣的熱力過程的求解，無論是基本熱力過程，還是其他熱力過程，依據(jù)的基本定律就是質(zhì)量守恒定律和熱力學(xué)第一定律。第七章 熱量傳遞的三種基本方式簡介本章要求：1.掌握熱量傳遞三種基本方式的概念、特點(diǎn)與基本計(jì)算式；2.掌握熱導(dǎo)率、表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與發(fā)射率的概念；3.了解復(fù)合傳熱與傳熱過程的概念。知識(shí)點(diǎn)：1. 傳熱定義及基本傳

10、遞方式：傳熱是由于溫差引起的熱量轉(zhuǎn)移過程，它有三種不同的基本傳遞方式：熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流與熱輻射。2. 熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流與熱輻射的基本概念及其傳熱量的基本計(jì)算公式：當(dāng)物體內(nèi)有溫度差或兩個(gè)不同溫度的物體直接接觸時(shí)，在物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移的情況下，依靠物質(zhì)微粒（分子、原子或自由電子等）的熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的熱量傳遞現(xiàn)象稱為熱傳導(dǎo)，簡稱導(dǎo)熱，導(dǎo)熱傳熱量用傅立葉導(dǎo)熱定律進(jìn)行計(jì)算；流體中，溫度不同的各部分之間發(fā)生相對(duì)位移時(shí)所引起的熱量傳遞現(xiàn)象叫熱對(duì)流，簡稱對(duì)流。工程上特別感興趣的是流體流過固體壁面時(shí)發(fā)生的對(duì)流和導(dǎo)熱聯(lián)合作用的熱量傳遞過程，稱為對(duì)流傳熱，對(duì)流傳熱量用牛頓冷卻公式計(jì)算。物體通過電磁波來傳遞能量的

11、方式稱為輻射，物體因?yàn)闊岬脑蚨l(fā)出輻射能的現(xiàn)象稱為熱輻射。3. 復(fù)合傳熱基本概念：對(duì)流與輻射同時(shí)存在的傳熱過程稱為復(fù)合傳熱。4. 輻射傳熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：。 5. 傳熱過程基本概念：熱量由固體壁一側(cè)的熱流體通過固體壁傳遞給另一側(cè)冷流體的過程，叫做傳熱過程。第八章 導(dǎo)熱的基本定律及穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱本章要求：1. 掌握傅里葉導(dǎo)熱定律；2. 掌握三維直角坐標(biāo)導(dǎo)熱微分方程；3. 掌握溫度場的求解，通過平壁和圓筒壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱計(jì)算公式；4. 掌握熱阻概念及其應(yīng)用；5. 掌握肋片導(dǎo)熱特點(diǎn)與套管式溫度計(jì)測量誤差分析。知識(shí)點(diǎn)：1. 傅里葉定律：導(dǎo)熱的基本定律，q=n。傅里葉定律是聯(lián)系導(dǎo)熱體的溫度場與熱流場之間的橋梁。2

12、. 導(dǎo)熱微分方程：揭示導(dǎo)熱體內(nèi)溫度分布規(guī)律的基本方程，直角坐標(biāo)系中常物性各向同性材科的導(dǎo)熱微分方程為：。3. 導(dǎo)熱微分方程的邊界條件：包括第一類、第二類和第三類邊界條件。4. 典型的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的溫度場與熱流場求解：通過求解導(dǎo)熱微分方程與定解條件（初始條件與邊界條件）獲得導(dǎo)熱體的溫度分布，再利用傅里葉定律，即可獲得熱流場，包括無限大平壁、無限長圓筒壁與等截面直肋的溫度場與熱流場的求解思路。5. 肋片導(dǎo)熱及應(yīng)用：肋片導(dǎo)熱與大平壁與圓筒壁導(dǎo)熱不同，在熱量傳遞方向上，導(dǎo)熱量處處不守恒，包括肋片的溫度變化、套管式溫度計(jì)測量的誤差與如何提高測量精度。第九章 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱本章要求：1. 掌握簡單形狀物體

13、的非穩(wěn)態(tài)問題工程計(jì)算方法；2. 掌握集總參數(shù)法。知識(shí)點(diǎn)：1. 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的特點(diǎn)：物體內(nèi)各點(diǎn)的溫度隨時(shí)間而變；在非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱熱量傳遞的路徑中，每一個(gè)與熱流方向垂直的截面上的熱流量處處不等。2. 一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程分析求解及諾謨圖：非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題分析解計(jì)算復(fù)雜繁瑣，工程上通常使用圖線進(jìn)行計(jì)算。圖線是在滿足工程計(jì)算準(zhǔn)確度要求的條件下，事先按照分析解計(jì)算出有關(guān)數(shù)值，然后將這些數(shù)值以特征數(shù)為變量畫出，這些圖線稱為諾謨圖。3. 集總參數(shù)法：忽略物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的研究方法稱為集總參數(shù)法，在Bi數(shù)比較小的情況下的一種近似求解非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的有效方法。4. 時(shí)間常數(shù)：定義為cV/ (hA)，具

14、有時(shí)間的量綱。時(shí)間常數(shù)在工程上具有重要應(yīng)用，反映了流體溫度變化響應(yīng)快慢的指標(biāo)。5. 畢渥準(zhǔn)則數(shù)：Bi=h/，分子是厚度為的平壁內(nèi)的導(dǎo)熱熱阻，分母則是壁面外的對(duì)流傳熱熱阻，Bi具有對(duì)比熱阻的物理意義。6. 傅里葉準(zhǔn)則數(shù)：Fo=a/2，分子是時(shí)間，分母也具有時(shí)間的量綱，它反映熱擾動(dòng)透過導(dǎo)熱體的時(shí)間，F(xiàn)o具有對(duì)比時(shí)間的物理意義。第十章 導(dǎo)熱問題的數(shù)值求解基礎(chǔ)本章要求：1. 了解導(dǎo)熱問題數(shù)值求解的基本思想；2. 了解利用熱平衡法建立穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的內(nèi)節(jié)點(diǎn)與邊界節(jié)點(diǎn)的離散方程。知識(shí)點(diǎn)：1. 導(dǎo)熱問題數(shù)值求解的基本思想：把原來在時(shí)間、空間坐標(biāo)系中連續(xù)的物理量場，如導(dǎo)熱物體的溫度場，用有限個(gè)離散點(diǎn)上的值的集合

15、來代替；通過求解按一定方法建立起來的關(guān)于這些值的代數(shù)方程，獲得離散點(diǎn)上被求物理量的值。這些離散點(diǎn)上被求物理量值的集合稱為該物理量的數(shù)值解。2. 節(jié)點(diǎn)、步長、元體（控制容積）：為了數(shù)值計(jì)算，必須首先將求解區(qū)域離散化，選取離散點(diǎn)，可以用一系列與坐標(biāo)軸平行的網(wǎng)格線把求解區(qū)域劃分成許多子區(qū)域，網(wǎng)格線交點(diǎn)就是所選取的需要確定溫度值的離散點(diǎn)，稱為節(jié)點(diǎn)。相鄰兩節(jié)點(diǎn)間的距離稱為步長。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以看成是以它為中心的一個(gè)小區(qū)域的代表，它由相鄰兩節(jié)點(diǎn)連線的中垂線構(gòu)成，稱節(jié)點(diǎn)所代表的小區(qū)域?yàn)樵w（又叫控制容積）。3. 節(jié)點(diǎn)方程：關(guān)于節(jié)點(diǎn)上物理量的代數(shù)方程稱為節(jié)點(diǎn)有限差分方程，簡稱節(jié)點(diǎn)方程。4. 熱平衡法：對(duì)任一元

16、體，根據(jù)能量守恒定律寫出熱平衡式，建立節(jié)點(diǎn)的有限差分方程。第十一章 對(duì)流傳熱本章要求：1.掌握影響對(duì)流傳熱的各種因素與各種對(duì)流傳熱過程的基本特點(diǎn)；2.掌握邊界層概念、準(zhǔn)則數(shù)及準(zhǔn)則方程式的意義和應(yīng)用；3.掌握選用合適的準(zhǔn)則方程進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流傳熱和自然對(duì)流傳熱的計(jì)算；4.了解有相變的對(duì)流傳熱的基本特征及主要影響因素。知識(shí)點(diǎn)：1. 影響對(duì)流傳熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的主要因素：對(duì)流傳熱是流體流過固體壁面時(shí)的熱量傳遞，它是由流體宏觀位移的熱對(duì)流和流體分子間微觀的導(dǎo)熱構(gòu)成的復(fù)雜的熱量傳遞過程。因此，影響對(duì)流傳熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的因素不外乎是影響流動(dòng)的因素及流體本身的熱物理性質(zhì)，包括流動(dòng)的起因，流動(dòng)的速度與形態(tài)，流體有無

17、相變，傳熱面的幾何形狀和大小及位置，流體的熱物理性質(zhì)等。2. 局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與流體溫度場的關(guān)系：。3.邊界層理論：流場可以劃分為邊界層區(qū)和主流區(qū)。流動(dòng)邊界層內(nèi)速度發(fā)生劇烈變化，速度梯度很大，是發(fā)生動(dòng)量擴(kuò)散（粘性作用）的主要區(qū)域，主流區(qū)的流體可以近似當(dāng)作理想流體。熱邊界層內(nèi)溫度梯度很大，溫度發(fā)生劇烈變化，是發(fā)生熱量擴(kuò)散的主要區(qū)域，熱邊界層之外的溫度梯度可以忽略。流動(dòng)邊界層厚度和熱邊界層厚度與壁面特征尺度相比均是一個(gè)小量。4. 對(duì)流換熱特征數(shù)：努塞爾數(shù)，；普朗特?cái)?shù)，動(dòng)量擴(kuò)散和熱量擴(kuò)散的度量；雷諾數(shù)，慣性力和粘性力的度量；格拉曉夫數(shù)，Gr=，反映自然對(duì)流傳熱現(xiàn)象中浮升力與粘性力相對(duì)大小。5. 特征

18、數(shù)方程式：用特征數(shù)表示的函數(shù)關(guān)系式稱為特征數(shù)方程式，采用實(shí)驗(yàn)研究方法，通過引入特征數(shù)以及特征數(shù)方程式，可以大大降低實(shí)驗(yàn)次數(shù)而又獲得具有通用性的結(jié)果。6. 管槽內(nèi)部流動(dòng)、縱掠平板、橫掠單管與管束間強(qiáng)制對(duì)流的通用實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式：即，。7. 大空間自然對(duì)流傳熱的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式：。8. 膜狀冷凝和珠狀冷凝：如果凝結(jié)液體能很好地潤濕壁面，它就在壁面上形成一層完整的膜，稱為膜狀凝結(jié)。如果凝結(jié)液體不能很好地潤濕壁面，凝結(jié)液在壁面上形成一個(gè)個(gè)的小液珠，而不形成連續(xù)的液膜，這種凝結(jié)稱為珠狀凝結(jié)。一般來說，珠狀冷凝表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大于膜狀冷凝。9. 大容器飽和沸騰曲線：當(dāng)液體與壁面溫度超過其飽和溫度的壁面接觸時(shí)，隨著壁面溫度

19、的升高，就會(huì)發(fā)生沸騰傳熱。實(shí)驗(yàn)表明，大容器內(nèi)，隨著加熱面溫度tw與相應(yīng)壓力下的液體飽和溫度ts之差t（稱為過熱度）的增加，會(huì)出現(xiàn)四個(gè)傳熱規(guī)律全然不同的區(qū)域。10相變傳熱強(qiáng)化基本原理：盡量減薄液膜層厚度是強(qiáng)化膜狀凝結(jié)的基本原理，如果能拉薄表面液膜或加速液膜排出，則能強(qiáng)化凝結(jié)傳熱，反之，如果使液膜增厚，凝結(jié)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)將降低。沸騰傳熱機(jī)理與氣泡動(dòng)力學(xué)相關(guān)，強(qiáng)化沸騰傳熱的基本原理是盡量增加加熱面上的汽化核心，產(chǎn)生更多的汽泡，并讓汽泡長大并離開加熱面，通常可在加熱面上進(jìn)行表面結(jié)構(gòu)改造達(dá)到強(qiáng)化沸騰傳熱的目的。第十二章 輻射傳熱本章要求：1. 掌握斯忒藩-玻耳茲曼定律與基爾霍夫定律；2. 掌握黑體、灰體、

20、有效輻射、投入輻射、角系數(shù)、遮熱板的基本概念；3. 掌握兩個(gè)灰體表面之間的輻射傳熱計(jì)算；4. 了解氣體輻射的基本特點(diǎn)。知識(shí)點(diǎn)：1. 黑體：黑體的吸收比=1，這意味著黑體能吸收各種波長的輻射能，黑體在熱輻射分析中有其特殊的重要性，盡管在自然界中并不存在黑體，但可人工制造出十分接近于黑體的模型。處理實(shí)際物體輻射的思路是：先討論黑體輻射的基本定律，在此基礎(chǔ)上，找出實(shí)際物體輻射與黑體輻射的偏差，從而確定必要的修正系數(shù)。2. 斯忒藩-玻耳茲曼定律，數(shù)學(xué)表達(dá)式為。斯忒藩-玻耳茲曼定律將物體輻射力與溫度聯(lián)系起來。3.灰體：在熱輻射理論中，把光譜吸收比與波長無關(guān)，即常數(shù)的物體稱為灰體。4. 基爾霍夫定律：在熱

21、平衡條件下，任何物體的輻射力與它對(duì)來自黑體輻射的吸收比的比值，恒等于同溫下黑體的輻射力。顯然，這個(gè)比值只與熱平衡溫度有關(guān)，而與物體本身性質(zhì)無關(guān)。基爾霍夫定律將物體吸收比與發(fā)射率聯(lián)系起來。5. 角系數(shù)：把表面1發(fā)出的輻射能落在表面2上的百分?jǐn)?shù)稱為表面1對(duì)表面2的角系數(shù)，記為X1,2。角系數(shù)具有三個(gè)基本特性，角系數(shù)的相對(duì)性：；角系數(shù)的完整性：；角系數(shù)的分解性：。6. 有效輻射和投入輻射：把單位時(shí)間內(nèi)離開單位表面積的總輻射能稱為該表面的，記為J；而把單位時(shí)間內(nèi)投射到單位表面積上的總能量稱為該表面的投入輻射，記為G。7. 空間輻射熱阻和表面輻射熱阻：空間輻射熱阻的數(shù)學(xué)表達(dá)式為，完全取決于幾何條件；表面

22、輻射熱阻為，它是因表面不是黑體而產(chǎn)生的熱阻，即取決于表面因素。8. 黑體表面之間的輻射換熱量：。9. 兩個(gè)灰體表面組成的封閉系統(tǒng)的輻射換熱量：。10. 遮熱板：工程上有時(shí)需要削弱輻射傳熱或隔絕輻射的影響，如果輻射表面的尺度、溫度和黑度又無法改變，這時(shí)可在輻射表面之間放置發(fā)射率很小的薄板來達(dá)到目的。這種薄板起著遮蓋輻射熱的作用，稱為遮熱板。在兩塊大平行平板間插入n塊發(fā)射率相同的遮熱板（薄金屬板）時(shí)的輻射傳熱熱流量，為無遮熱板時(shí)的輻射傳熱熱流量的。第十三章 噴管和擴(kuò)壓管本章要求：1.掌握變截面短管內(nèi)可逆的一維穩(wěn)定流動(dòng)分析得到的管道截面面積變化率、流體馬赫數(shù)及流速變化率的特征方程；2.對(duì)不同馬赫數(shù)時(shí)

23、的特征方程進(jìn)行分析，得到不同管道中流體狀態(tài)參數(shù)變化和管道截面面積的變化規(guī)律；3.掌握漸縮噴管和縮放噴管的流速和流量計(jì)算，以及噴管的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算；4.掌握工程中常見的漸擴(kuò)擴(kuò)壓管的分析方法以及絕熱滯止過程和滯止參數(shù)等基本概念。知識(shí)點(diǎn)：1. 噴管：噴管是用于增加氣體或蒸氣流速的變截面短管，在葉輪式動(dòng)力機(jī)中，熱能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換是在噴管中實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)氣流的Ma0，則必須使dA0，沿流動(dòng)方向上流道截面逐漸減小(dA1時(shí)，要使dc 0，則dA 0，這種噴管稱為漸擴(kuò)噴管。為使Ma從Ma1，在壓差足夠大的條件下，應(yīng)采用由漸縮噴管和漸擴(kuò)噴管組合而成的縮放噴管，該管又稱拉伐爾噴管。在縮放噴管中，最小截面即喉部截

24、面處的流速是Ma=l的聲速流動(dòng)。該截面是Ma1的超聲速流動(dòng)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，稱為臨界截面。臨界截面上的狀態(tài)參數(shù)稱為臨界參數(shù)，用下標(biāo)cr表示，如：臨界壓力pcr，臨界溫度Tcr，臨界比體積vcr臨界流速ccr，等等。2. 聲速和馬赫數(shù)：理想氣體聲速為，氣體的聲速與氣體的熱力狀態(tài)有關(guān)，氣體的狀態(tài)不同，聲速也不同。在氣體的流動(dòng)過程中，氣體的熱力狀態(tài)發(fā)生變化，聲速也要變化。因此，聲速是狀態(tài)參數(shù)，即當(dāng)?shù)兀辰孛嫣帲崃顟B(tài)下的聲速，又稱當(dāng)?shù)芈曀伲获R赫數(shù)是氣體在某截面處的流速與該處聲速之比，用Ma表示，即，根據(jù)Ma的大小，流動(dòng)可分為亞聲速流動(dòng)（Ma l）。3. 臨界壓比：臨界截面上的氣體壓力與進(jìn)口 (初速)壓力p1

25、之比稱為臨界壓比，表示為，由于，僅取決于氣體熱力性質(zhì)，因此臨界壓比是僅與氣體熱力性質(zhì)有關(guān)的參數(shù)。氣體一定，其臨界壓比一定。 4. 噴管計(jì)算：包括設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算。噴管設(shè)計(jì)計(jì)算的原則為：當(dāng)時(shí)，選擇減縮噴管；當(dāng)時(shí)，選擇縮放噴管。噴管的校核計(jì)算時(shí)，需要通過判斷確定噴管出口的壓力，計(jì)算噴管出口參數(shù)、流速、質(zhì)量流量等。5. 噴管的選型原則：在噴管的設(shè)計(jì)中，已知的是噴管進(jìn)口的氣體參數(shù)p1，T1，c1，質(zhì)量流量qm和噴管出口外界的壓力背壓pb。設(shè)計(jì)的目的在于充分利用噴管進(jìn)口壓力和背壓所造成的壓差p1-pb，使氣體在噴管中膨脹加速、壓力下降，一直到其出口壓力p2等于背壓pb，從而達(dá)到使氣流的技術(shù)功完全轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

26、氣流動(dòng)能的目的。由于噴管的形狀對(duì)氣體的流動(dòng)有制約作用，所以選型是噴管設(shè)計(jì)首先要考慮的問題。當(dāng)pb/p1vcr時(shí)，應(yīng)選擇漸縮噴管；當(dāng)pb/p1vcr時(shí)，應(yīng)選擇縮放噴管。6. 速度系數(shù)，噴管效率和能量損失系數(shù)：工程中常用速度系數(shù)，噴管效率或能量損失系數(shù)來度量實(shí)際出口流速下降和動(dòng)能的減少，即：；。7. 擴(kuò)壓管：與噴管中的熱力過程相反，在工程實(shí)際中還有另一種情況，即高速氣流進(jìn)入變截面短管中時(shí)，氣流的速度降低，而壓力升高，這種能使氣流壓力升高而速度降低的變截面短管稱為擴(kuò)壓管，擴(kuò)壓管在葉輪式壓氣機(jī)中得到應(yīng)用。8. 滯止參數(shù)：對(duì)于任意速度不為零的氣體，被固體壁面所阻滯或經(jīng)擴(kuò)壓管后其速度降低為零的過程稱為滯止

27、過程。滯止過程與外界無熱交換，故為絕熱滯止。在不考慮氣體黏性摩阻的條件下，絕熱滯止為定熵滯止過程。氣流速度滯止為零時(shí)的狀態(tài)稱為滯止?fàn)顟B(tài)，其狀態(tài)參數(shù)稱為滯止參數(shù)，用下標(biāo)0表示。第十四章 換熱器及其熱計(jì)算本章要求：1. 掌握傳熱過程和傳熱方程；2. 掌握不同壁面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計(jì)算；3. 掌握換熱器熱設(shè)計(jì)的基本方法；4. 了解強(qiáng)化傳熱和削弱傳熱的措施與方法。知識(shí)點(diǎn)：1. 換熱器傳熱計(jì)算三個(gè)基本方程：傳熱方程，熱平衡方程。2. 傳熱系數(shù)：表征傳熱過程強(qiáng)烈程度的物理量，傳熱過程越強(qiáng)，傳熱系數(shù)越大，反之則越小。通過平壁傳熱的傳熱系數(shù)為：；通過圓筒壁的傳熱系數(shù)為：。3. 肋效率和肋面總效率：肋片實(shí)際散熱熱流量與

28、假定整個(gè)肋片表面處于肋基溫度下的理想散熱熱流量之比稱為肋效率。肋面總效率定義為肋側(cè)表面總的實(shí)際散熱熱流量與肋壁側(cè)溫度均為肋基溫度的理想散熱熱流量之比。 4. 換熱器分類：換熱器可以按照工作原理、結(jié)構(gòu)和流動(dòng)方式等進(jìn)行分類。按工作原理可以分類為間壁式換熱器、混合式換熱器、回?zé)崾剑ɑ蛐顭崾剑Q熱器。按結(jié)構(gòu)可以分類為殼管式換熱器、套管式換熱器、肋管式換熱器、板式換熱器。按流動(dòng)形式可以分類為順流、逆流、復(fù)雜流。5. 對(duì)數(shù)平均溫差：換熱器中由于冷、熱流體沿?fù)Q熱面流動(dòng)溫度發(fā)生變化，在利用傳熱方程進(jìn)行熱計(jì)算時(shí)必須使用整個(gè)傳熱面上的平均溫差對(duì)數(shù)平均溫差。對(duì)于逆流和順流的換熱器對(duì)數(shù)平均溫差可以采用統(tǒng)一的計(jì)算式，即

29、：。6. 換熱器的熱計(jì)算：包括設(shè)計(jì)計(jì)算（面積A為未知量）和校核計(jì)算（面積A為已知量）。換熱器的熱計(jì)算有兩種方法：一種是對(duì)數(shù)平均溫差法；另一種是效能-傳熱單元法（-NTU）。7. 強(qiáng)化傳熱途徑：加大傳熱溫差，以及減小傳熱面總熱阻。第十五章 壓氣機(jī)本章要求：1.掌握活塞式和葉輪式兩種壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理；2.掌握對(duì)壓氣機(jī)熱力過程的分析和計(jì)算。知識(shí)點(diǎn)： 1單級(jí)活塞式壓氣機(jī)：等溫壓縮、多變壓縮和等熵壓縮過程的耗功各不相同，分析計(jì)算后得到了三種過程耗功的計(jì)算式。通過對(duì)壓縮過程的分析可得，。 2葉輪式壓氣機(jī)：壓縮過程是絕熱過程，因此，壓氣機(jī)耗功用絕熱的耗功計(jì)算式計(jì)算。壓縮過程中不可逆因素大小用壓氣機(jī)的絕熱

30、效率表示。 3多級(jí)壓縮、級(jí)間冷卻：對(duì)于活塞式壓氣機(jī)和葉輪式壓氣機(jī)，采用多級(jí)壓縮、級(jí)間冷卻的措施，都可達(dá)到省功的目的。最佳壓比為。第十六章 氣體動(dòng)力裝置及循環(huán)本章要求：1.掌握汽油機(jī)和柴油機(jī)的構(gòu)造及實(shí)際工作循環(huán)、實(shí)際工作循環(huán)簡化后得到的相應(yīng)的理想循環(huán)以及能量分析計(jì)算；2. 掌握簡單燃?xì)廨啓C(jī)裝置的基本結(jié)構(gòu)及實(shí)際工作循環(huán)、實(shí)際工作循環(huán)簡化后得到的定壓加熱的理想循環(huán)（Brayton循環(huán)）以及能量分析計(jì)算；3.掌握回?zé)嵩谌細(xì)廨啓C(jī)中的應(yīng)用及提高熱效率的原理，提高燃?xì)廨啛嵝实耐緩脚c方法。知識(shí)點(diǎn)：1. 定容加熱循環(huán)、定壓加熱循環(huán)和混合加熱循環(huán)的能量分析計(jì)算：以熱力性質(zhì)與燃?xì)庀嘟目諝庾鳛檠h(huán)的工質(zhì)，且為理想

31、氣體和定值比熱容，忽略實(shí)際進(jìn)、排過程的阻力摩擦損失，這樣就可將汽油機(jī)的實(shí)際工作循環(huán)簡化為定容加熱的理想閉合循環(huán)，又稱奧托(Otto)循環(huán)，其熱效率為：，還可以用平均溫度來表示，即：；與汽油機(jī)相比，柴油機(jī)的實(shí)際工作循環(huán)只是在燃油供給和燃燒過程有所不同，在和汽油機(jī)相同的簡化條件下，柴油機(jī)的實(shí)際工作循環(huán)可簡化為理想循環(huán)，其加熱過程包括兩部分，2-3的定容加熱和3-4的定壓加熱，所以稱為混合加熱循環(huán)，其理想循環(huán)的熱效率 ，引入壓縮比，升壓比和預(yù)脹比后，可變?yōu)?。如果噴油開始的時(shí)間在活塞壓縮過程結(jié)束時(shí)開始，即活塞開始右移時(shí)開始噴油，燃燒過程只有定壓燃燒，則可得到定壓加熱理想循環(huán)，定壓加熱理想循環(huán)又稱狄塞爾

32、( Diescl)循環(huán)，其熱效率為：。2. 燃?xì)廨啓C(jī)定壓加熱理想循環(huán)（Brayton循環(huán)）：為了從熱力學(xué)觀點(diǎn)分析燃?xì)廨啓C(jī)裝置的循環(huán)，必須對(duì)，燃?xì)廨啓C(jī)裝置實(shí)際工作開式循環(huán)進(jìn)行簡化，實(shí)際工作循環(huán)中，壓縮機(jī)壓縮的是空氣，燃燒室中加入了燃料，燃燒后燃?xì)獾某煞职l(fā)生了變化。由于加入燃料的質(zhì)量相對(duì)于空氣的質(zhì)量很小，可以忽略，而燃?xì)獾臒崃π再|(zhì)與空氣接近，這樣就可認(rèn)為循環(huán)中的工質(zhì)具有空氣的性質(zhì)。燃燒室中的燃燒放熱可視為空氣在定壓下從外熱源吸熱。實(shí)際工作循環(huán)中，做功后的乏氣從燃?xì)廨啓C(jī)排氣口排入大氣。假定出口壓力可以達(dá)到大氣壓力，而工質(zhì)已視為空氣，因此，從燃?xì)廨啓C(jī)排氣口排出的氣體與壓氣機(jī)進(jìn)口的空氣壓力相同，只是溫度

33、不同。可以假想一換熱器，排氣口排出的氣體進(jìn)入熱交換器被冷卻，向冷源放出熱量，定壓冷卻到進(jìn)氣溫度時(shí)再進(jìn)入壓氣機(jī)，這樣開式循環(huán)就簡化成一個(gè)，閉式循環(huán)。再假定所有過程都是可逆的，就可得到，定壓加熱燃?xì)廨啓C(jī)裝置的理想循環(huán)p-v和T-s圖，也叫做布雷敦(Brayton)循環(huán)，其循環(huán)的熱效率可表示為：，提高增壓比可以提高定壓加熱理想氣輪機(jī)循環(huán)的熱效率。3. 有摩阻的實(shí)際循環(huán)：由于氣流在壓氣機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)中的流速較高，因而摩擦的影響不可忽略。對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)用相對(duì)內(nèi)效率來描述它的不可逆程度。定義為不可逆時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)的做功與可逆時(shí)氣輪機(jī)的做功之比，即：。 第十七章 蒸汽動(dòng)力裝置及循環(huán) 本章要求：1.了解鍋爐、汽輪的基本構(gòu)造和工作原理；2.掌握朗肯循環(huán)的能量分析計(jì)算；掌握考慮粘性摩阻的蒸汽動(dòng)力循環(huán)；4.掌握再熱和抽汽回?zé)嵫h(huán)的能量分析計(jì)算。知識(shí)點(diǎn)：1.朗肯循環(huán)：蒸汽動(dòng)力循環(huán)中的鍋爐、汽輪機(jī)、冷凝器和水泵是循環(huán)中的四大基本設(shè)備。最簡單的蒸汽動(dòng)力循環(huán)是利用這四個(gè)基本設(shè)備實(shí)現(xiàn)的朗肯循環(huán)，由兩個(gè)定壓過程和兩個(gè)定熵過程組成。朗肯循環(huán)的熱效率為。2. 有摩阻的實(shí)際循環(huán)：實(shí)際蒸汽動(dòng)力裝置中的過程是不可逆