中央空調(diào)系統(tǒng)操作員第一章-(2)課件

1、第一章第一節(jié)熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)一、物質(zhì)的狀態(tài)二、工質(zhì)、介質(zhì)及其狀態(tài)參數(shù)三、熱量、功和功率四、熱力過程和熵五、熱力學(xué)定律一、物質(zhì)的狀態(tài)1.物質(zhì)的三種狀態(tài)(1)固態(tài)物質(zhì)處于固態(tài)時(shí)，分子在自己的平衡位置作振幅很小的振動(dòng)，其分子間的距離最小，相互間的吸引力最大，它具有一定的體積和形狀。(2)液態(tài)物質(zhì)處于液態(tài)時(shí)，分子在其平衡位置作振幅較大的振動(dòng)，其分子間的距離較大，相互間的吸引力較小，且能夠相互移動(dòng)。圖1-1物質(zhì)的狀態(tài)變化及名稱一、物質(zhì)的狀態(tài)(3)氣態(tài)物質(zhì)處于氣態(tài)時(shí)，分子間相互吸引力小而不能相互約束，各分子不停地進(jìn)行著毫無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。2.顯熱和潛熱(1)顯熱物質(zhì)吸收或放出熱量，使物體的溫度升高或降低，而不引

2、起狀態(tài)的變化，這個(gè)過程中物質(zhì)所吸收或放出的熱量稱為顯熱。(2)潛熱物質(zhì)吸收或放出熱量后，狀態(tài)改變而溫度不發(fā)生變化，這一過程中所發(fā)生的熱量轉(zhuǎn)移稱為潛熱。3.汽化熱和液化熱(1)汽化熱物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程稱為汽化。一、物質(zhì)的狀態(tài)(2)液化熱物質(zhì)在一定的壓力和溫度下，由于被冷卻而由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)就稱為液化。4.飽和溫度與飽和壓力二、工質(zhì)、介質(zhì)及其狀態(tài)參數(shù)1.工質(zhì)與介質(zhì)2.狀態(tài)參數(shù)(1)溫度溫度是物質(zhì)內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，或者說是表示物體冷熱程度的量度。(2)壓力壓力是工質(zhì)或介質(zhì)對(duì)容器壁面單位面積所施加的垂直作用力。(3)比體積和密度氣體的比體積是指單位質(zhì)量的氣體所占的容積。三、熱量、功和功

3、率1.熱量2.功(1)容積功在熱力學(xué)中，將指定的具體研究對(duì)象，稱為熱力系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為系統(tǒng)。(2)流動(dòng)功(推動(dòng)功)以制冷裝置中的冷凝器為研究對(duì)象，工質(zhì)流入或流出系統(tǒng)時(shí)，它必須推開它前方的流體，以騰出空間讓它前進(jìn)。3.內(nèi)能與焓(1)內(nèi)能工質(zhì)存放在鋼瓶中時(shí)會(huì)處于一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，不能產(chǎn)生制冷效應(yīng)。三、熱量、功和功率(2)焓制冷裝置中的工質(zhì)只有流動(dòng)起來，才能產(chǎn)生制冷效應(yīng)。4.功率四、熱力過程和熵1.熱力過程的概念2.熵3.常見的熱力過程(1)絕熱壓縮制冷壓縮機(jī)對(duì)工質(zhì)做功時(shí)，由于向外界的散熱量較小，在理論分析時(shí)，可以認(rèn)為是絕熱壓縮，工質(zhì)的熵保持不變，也稱為等熵壓縮。(2)多變壓縮實(shí)際的壓縮過程往往是工質(zhì)的

4、所有狀態(tài)參數(shù)都在變化，也不可能是完全絕熱的，稱為多變壓縮。四、熱力過程和熵(3)定壓傳熱在定壓傳熱過程中，氣態(tài)工質(zhì)吸收的熱量除用于增加內(nèi)能升高溫度外，還必須克服外力膨脹做功。(4)定容傳熱在定容傳熱過程中，氣態(tài)工質(zhì)不能膨脹對(duì)外做功，所吸收的熱量只用來增加內(nèi)能，使溫度升高。(5)等焓節(jié)流工質(zhì)流經(jīng)熱力膨脹閥、毛細(xì)管等節(jié)流元件時(shí)，近似為絕熱過程，由于流道截面積的突然縮小，工質(zhì)要克服摩擦阻力，因而壓力有所下降，但這一過程與外界沒有做功的作用，所以焓值不變，故稱為等焓節(jié)流。五、熱力學(xué)定律1.熱力學(xué)第一定律2.熱力學(xué)第二定律第二節(jié)流體力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)一、流體的主要物理性質(zhì)二、流體靜力學(xué)知識(shí)三、流體動(dòng)力學(xué)知識(shí)四

5、、流體阻力五、實(shí)際流體的伯努利方程式一、流體的主要物理性質(zhì)1.流體的壓縮性和熱脹性圖1-2流體在圓管內(nèi)的分層流動(dòng)2.流體的粘滯性二、流體靜力學(xué)知識(shí)1.流體的靜壓力2.帕斯卡定律三、流體動(dòng)力學(xué)知識(shí)1.流量和流速(1)流量單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道任一截面的流體量稱為流體的流量。(2)流速單位時(shí)間內(nèi)流體在流動(dòng)方向流過的距離，稱為流速。1)平均流速。2)質(zhì)量流速。2.理想流體和連續(xù)性方程式(1)理想流體液體的壓縮性很小可以忽略不計(jì)。三、流體動(dòng)力學(xué)知識(shí)圖1-3流體流動(dòng)連續(xù)性分析(2)連續(xù)性方程式假設(shè)流體流動(dòng)時(shí)，三、流體動(dòng)力學(xué)知識(shí)所占空間每一點(diǎn)的流速、壓力和密度只隨空間位置不同發(fā)生變化而不隨時(shí)間改變，就稱為穩(wěn)定

6、流動(dòng)。三、流體動(dòng)力學(xué)知識(shí)3.伯努利方程式(1)靜壓能由于有一定壓力(壓強(qiáng))而具有的能量，稱為靜壓能。(2)動(dòng)能由于流體具有一定的流速而具有的能量，稱為動(dòng)能。三、流體動(dòng)力學(xué)知識(shí)(3)位能由于流體質(zhì)量中心位置的高低而具有的能量，稱之為位能。(4)理想流體伯努利方程式三、流體動(dòng)力學(xué)知識(shí)四、流體阻力1.流體的流態(tài)圖1-4層流時(shí)的流速分布注：為最大流速，為平均流速。四、流體阻力圖1-5湍流時(shí)的流速分布四、流體阻力2.流體阻力與阻力損失(1)沿程阻力實(shí)際流體有粘滯性，流動(dòng)過程中存在著內(nèi)摩擦。(2)局部阻力流體流過管道局部構(gòu)件，如三通彎頭、變徑管、閥門等，由于構(gòu)件邊壁的阻礙或擾動(dòng)作用及流體自身的慣性，將發(fā)生

7、漩渦、撞擊等現(xiàn)象，流速的大小和方向會(huì)有急劇的改變，這樣就加劇了流體質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)摩擦，形成較大的流動(dòng)阻力，稱為局部阻力。五、實(shí)際流體的伯努利方程式圖1-6流體流動(dòng)中的機(jī)械能五、實(shí)際流體的伯努利方程式第三節(jié)傳熱學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)一、傳熱的基本形式二、傳熱基本方程式一、傳熱的基本形式1.導(dǎo)熱圖1-7單層平壁導(dǎo)熱一、傳熱的基本形式(1)單層平壁導(dǎo)熱大平壁的導(dǎo)熱是最常見的導(dǎo)熱現(xiàn)象，例如通過房屋墻壁的導(dǎo)熱等。(2)熱導(dǎo)率材料的熱導(dǎo)率是其固有的物理性質(zhì)，通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)得。一、傳熱的基本形式表1-1幾種典型材料的熱導(dǎo)率 對(duì)于同一種物質(zhì)，固態(tài)的熱導(dǎo)率最大，氣態(tài)的熱導(dǎo)率最小。 一般情況下，金屬的熱導(dǎo)率大于非金屬的熱導(dǎo)率。 導(dǎo)

8、電性能好的金屬往往也是熱的良導(dǎo)體。一、傳熱的基本形式 純金屬的熱導(dǎo)率大于它的合金。表1-2常用隔熱材料的物理性能2.對(duì)流換熱(1)對(duì)流換熱方程式一、傳熱的基本形式一、傳熱的基本形式(2)影響對(duì)流換熱的因素對(duì)流換熱是一個(gè)很復(fù)雜的傳熱過程，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)反映對(duì)流換熱的強(qiáng)弱，它與流體的物性(熱導(dǎo)率、密度、比熱容、粘度)、流態(tài)、接觸表面的形狀和表面粗糙度，以及換熱過程中有無相變等因素有關(guān)。1)自然對(duì)流與強(qiáng)迫對(duì)流。2)層流與湍流的影響。3.輻射換熱二、傳熱基本方程式圖1-8間壁式傳熱二、傳熱基本方程式1.傳熱基本方程式的形式二、傳熱基本方程式2.流體流向的選擇二、傳熱基本方程式圖1-9順流與逆流a)順流b)逆流二、傳熱基本方程式3.平均溫差的計(jì)算二、傳熱基本方程式復(fù) 習(xí) 思 考 題1.顯熱和潛熱的性質(zhì)特點(diǎn)是什么？2.飽和溫度與飽和壓力的性質(zhì)特點(diǎn)是什么？3.絕對(duì)壓力、