工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)復(fù)習(xí)資料總體

工程熱力學(xué)第一章工質(zhì)一一實(shí)現(xiàn)熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的媒介物質(zhì)。熱力學(xué)系統(tǒng)一一簡稱系統(tǒng)、體系，人為分割出來作為熱力學(xué)分析對象的有限物質(zhì)系統(tǒng)。閉口系統(tǒng)一一與外界只有能量交換而無物質(zhì)交換的熱力系統(tǒng)，閉口系統(tǒng)又叫做控制質(zhì)量。開口系統(tǒng)一一與外界不僅有能量交換而且有物質(zhì)交換的熱力系統(tǒng)，開口系又叫做控制容積，或控制體。區(qū)分閉口系和開口系的關(guān)鍵是有沒有質(zhì)量越過了邊界，并不是系統(tǒng)的質(zhì)量是不是發(fā)生了變化。絕熱系統(tǒng)一一與外界無熱量交換的熱力系統(tǒng)。絕熱系是從系統(tǒng)與外界的熱交換的角度考察系統(tǒng)，不論系統(tǒng)是開口系還是閉口系，只要沒有熱量越過邊界，就是絕熱系。簡單可壓縮系一一由可壓縮流體構(gòu)成，與外界可逆功交換只有體積變化功（膨脹功）一種形式，沒有化學(xué)反應(yīng)的有限物質(zhì)系統(tǒng)。對于簡單可壓縮系，只要有兩個(gè)獨(dú)立的狀態(tài)參數(shù)即可確定一個(gè)平衡狀態(tài)，所有其它狀態(tài)參數(shù)均可表示為這兩個(gè)獨(dú)立狀態(tài)參數(shù)的函數(shù)。準(zhǔn)平衡過程一一又稱準(zhǔn)靜態(tài)過程，不致顯著偏離平衡狀態(tài)，并迅速恢復(fù)平衡的過程。準(zhǔn)平衡過程進(jìn)行的條件是破壞平衡的勢無窮小，過程進(jìn)行足夠緩慢，工質(zhì)本身具有恢復(fù)平衡的能力。準(zhǔn)平衡過程在坐標(biāo)圖中可用連續(xù)曲線表示。可逆過程一一工質(zhì)能沿相同的路徑逆行而回復(fù)到原來狀態(tài)，并使相互作用中所涉及到的外界回復(fù)到原來狀態(tài)，而不留下任何改變的過程。過程不可逆的成因一是有限勢差的作用，二是物系本身的耗散作用，所以可逆過程，首先應(yīng)是準(zhǔn)平衡過程，同時(shí)在過程中沒有任何耗散效應(yīng)。實(shí)際熱力設(shè)備中所進(jìn)行的一切熱力過程都是不可逆的，可逆過程是不引起任何熱力學(xué)損失的理想過程?？赡孢^程可用狀態(tài)參數(shù)圖上連續(xù)實(shí)線表示。膨脹功一一又稱“體積功”。機(jī)械功的一種。由系統(tǒng)體積變化而由系統(tǒng)對環(huán)境所做的功或環(huán)境對系統(tǒng)所做的功。第二章熱力學(xué)能一一原稱內(nèi)能，由分子或其他微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)及相互作用力形成的內(nèi)動(dòng)能、內(nèi)位能及維持一定分子結(jié)構(gòu)的化學(xué)能和原子核內(nèi)部的原子能以及電磁場作用下的電磁能等一起構(gòu)成的內(nèi)部儲(chǔ)存能。焓一一系統(tǒng)中因引進(jìn)（或輸出）工質(zhì)而獲得（或輸出）的總能量，即系統(tǒng)中因引進(jìn)（或輸出）工質(zhì)H=U+pV。焓是狀態(tài)參數(shù)，而獲得（或輸出）的熱力學(xué)能與推動(dòng)功之和，用符號(hào)H=U+pV。焓是狀態(tài)參數(shù)，工程計(jì)算中，關(guān)心的是焓的相對變化量AH推動(dòng)功一一推動(dòng)功是工質(zhì)在開口系統(tǒng)中流動(dòng)而傳遞的功。流動(dòng)功一一系統(tǒng)為維持工質(zhì)流動(dòng)所需的功，等于推動(dòng)功差用wt表示：）+g（z2-z「A（pv）=用wt表示：）+g（z2-z「技術(shù)功一一技術(shù)上可資利用的功，對于可逆過程：Wt=-』2vdp,對于微元過程：5w^=-vdp?？赡孢^程的技術(shù)功可用過程線與p軸包圍的面積表示，如上圖。節(jié)流過程一一是指流體（液體、氣體）在流道中流經(jīng)閥門、孔板或多孔堵塞等設(shè)備時(shí)壓力降低的一種特殊流動(dòng)過程。節(jié)流過程在熱力設(shè)備中常用于壓力調(diào)節(jié)、流量調(diào)節(jié)或測量以及獲得低溫等方面。節(jié)流過程是典型的不可逆過程，過程中流體處于非平衡狀態(tài)。穩(wěn)定流動(dòng)——流動(dòng)過程中，開口系統(tǒng)內(nèi)部及其邊界上各點(diǎn)工質(zhì)的熱力參數(shù)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)都不隨時(shí)間而變的流動(dòng)過程，反之，則為不穩(wěn)定流動(dòng)或瞬變流動(dòng)過程。穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，開口熱力系任何截面上工質(zhì)的一切參數(shù)都不隨時(shí)間而變，因此開口系統(tǒng)內(nèi)的所有廣延參數(shù)如質(zhì)量、熱力學(xué)能及熵等均不隨時(shí)間改變。第三章理想氣體一一是一種假想的氣體模型。主要假設(shè)是：分子是一些彈性的、不具體積的質(zhì)點(diǎn)，分子間相互沒有作用力邁耶公式一一邁耶公式把比定壓熱容與比定容熱容聯(lián)系起來：°,一七=Rg。邁耶公式表明理想氣體的比定壓熱容恒大于比定容熱容；雖然比定壓熱容和比定容熱容都是溫度的函數(shù)，但它們的差值確是常數(shù)。邁耶公式使我們通過實(shí)驗(yàn)測定°〃得到不易測準(zhǔn)的°v炳——熵是狀態(tài)參數(shù)，以數(shù)學(xué)式給以定義的熵，即：dS=一狡式中：Sq為1kg工質(zhì)在微元可逆過程中與外界交換的熱量；T是傳熱時(shí)工質(zhì)的熱力學(xué)溫度；ds是此微元過程中1kg工質(zhì)的熵變，稱為比熵變。汽化潛熱——1kg飽和液體定壓加熱全部轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑴囟鹊恼魵馑盏臒崃?，簡稱為汽化熱，用符號(hào)Y表示，單位是kJ/kg。下界限線一一連接不同壓力下的飽和水狀態(tài)點(diǎn)得到的曲線稱為飽和水線，或下界限線。上界限線一一連接干飽和蒸汽狀態(tài)點(diǎn)得到的曲線稱為飽和蒸汽線，或上界限線。臨界點(diǎn)一一下界限線和上界限線的匯合點(diǎn)為臨界點(diǎn)。是純物質(zhì)的臨界狀態(tài)點(diǎn)，當(dāng)物質(zhì)溫度高于臨界溫度時(shí)，一般不能采用加壓的方法使氣體液化。第四章基本熱力過程一一工程熱力學(xué)中把可逆的定容、定壓、定溫和絕熱過程稱為基本熱力過程。定壓過程一一系統(tǒng)壓力保持不變的過程。理想氣體可逆定壓過程的多變指數(shù)n=0，其過程方程為:、土 …、，」，，，，、，一，vTp=定值，p1=p2；由pv=RT可確定初、終態(tài)參數(shù)關(guān)系為：~=Ti1定溫過程一一系統(tǒng)溫度保持不變的過程。理想氣體可逆定溫過程的多變指數(shù)n=1，其過程方程為:pv=定值，p1v1=p2v2；初、終態(tài)有：T1=T2

定容過程一一工質(zhì)比體積保持不變的過程。理想氣體的可逆定容過程的多變指數(shù)n=8,其過程方程為：v=定值，v2=v1；初、終態(tài)參數(shù)關(guān)系為：―^=￡■T絕熱過程一一系統(tǒng)與外界無熱交換的可逆過程?？赡娼^熱過程的指數(shù)稱為絕熱指數(shù)，用K表示。理想氣體可逆絕熱過程中比熱容取定值時(shí)絕熱指數(shù)等于比熱容比。據(jù)熵的定義，可逆絕熱過程即為熵保持不變的過程，故可逆絕熱過程即為定熵過程，理想氣體定熵過程中有pvK=常數(shù)TvK-1=常數(shù)Tp-K-1K=常數(shù)第五章熱力學(xué)第二定律：開爾文表述:不可能制造從單一熱源吸熱，使之全部轉(zhuǎn)化功而不留下任何變化的熱力循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。克勞修斯表述：熱量不可能自發(fā)地、不花任何代價(jià)地從低溫物體傳向高溫物體。熱二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 山告<0克勞修斯積分山平=0為可逆循環(huán)，坪<0為不可r r r逆循環(huán)，大于零的循環(huán)則不能實(shí)現(xiàn)。卡諾循環(huán)及其熱效率一一由卡諾首先提出的理想循環(huán)，卡諾循1*歸］—二叫歸彳0g一dLfE環(huán)是工作于溫度分別為T1和T2的兩個(gè)熱源之間的循環(huán)，由兩個(gè)可逆定溫過程和兩個(gè)可逆絕熱過程組成，其T-s圖如右：圖中：d—a為絕熱壓縮，a—b為定溫吸熱，b—c為絕熱膨脹，c—d為定溫放熱。一T,,,一.、，一，一卡諾循環(huán)熱效率：門=1-t.其中，T2和T1分別是低溫cT1熱源和高溫?zé)嵩吹臏囟??？ㄖZ循環(huán)及其熱效率重大意義：首先，它奠定了熱力學(xué)第二定律的理論基礎(chǔ)；其次，卡諾循環(huán)的研究為提高各種熱動(dòng)力機(jī)熱效率指出了方向。概括性卡諾循環(huán)一一又稱雙熱源間極限回?zé)峥赡嫜h(huán)。它由兩個(gè)可逆定溫過程以及兩個(gè)同類型其他T可逆過程組成。兩個(gè)熱源間的概括性卡諾循環(huán)的熱效率與卡諾循環(huán)相同。即：門=1-—。cT1火用一一在給定環(huán)境條件下，能量中可轉(zhuǎn)化為有用功的最高分額稱為該能量的火用?；蛘?，熱力系只與環(huán)境相互作用，從任意狀態(tài)可逆地變化到與環(huán)境相平衡狀態(tài)時(shí)，作出的最大有用功稱為該熱力系的火用。火無——在環(huán)境條件下不可能轉(zhuǎn)換為有用功的那部分能量成為火無。任何能量E都由火用（Ex）和火無（An）兩部分組成，E=Ex+An。孤立系的作功能力損失一一？？（Pg177）第八章余隙容積一一活塞式壓氣機(jī)中，因制造公差、金屬材料的熱膨脹及安裝進(jìn)、排氣閥等零件的需要，當(dāng)活塞處于上死點(diǎn)位置時(shí)，在活塞頂面與氣缸蓋之間留有一定的空隙，該空隙的容積稱為余隙容積。余隙容積對壓氣機(jī)理論耗功沒有影響，但造成生產(chǎn)量下降，并使實(shí)際生產(chǎn)1kg壓縮氣體耗功增大，因而也被稱之為有害容積。容積效率——有效吸氣容積V小于氣缸排量V，兩者之比稱為容積效率，以門表示，則門=7。h V VVh增壓比一一即循環(huán)最高壓力與最低壓力之比，用n表示。是定壓加熱的理想循環(huán)、壓縮空氣制冷循環(huán)的特性參數(shù)：n第九章混合、定壓、定容加熱過程理想循環(huán)一一？？（Pg288-294）燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)一一??（Pg299-303）第十章1、 為什么蒸汽動(dòng)力裝置循環(huán)不采用卡諾循環(huán)而用郎肯循環(huán)？答：不采用卡諾循環(huán)的原因：1）溫差??；2） 膨脹末端X太小，不利于動(dòng)力機(jī)安全;3） 壓縮兩項(xiàng)物質(zhì)困難2、 蒸汽動(dòng)力裝置循環(huán)中為什么用再熱循環(huán)？3、 蒸汽動(dòng)力裝置循環(huán)中為什么用抽氣回?zé)嵫h(huán)？優(yōu)點(diǎn)：1）提高熱效率2） 減小汽輪機(jī)低壓缸尺寸，末級(jí)葉片變短3） 減小冷凝器尺寸，減小鍋爐受熱面缺點(diǎn)：1） 循環(huán)比功減小，汽耗率增加2） 增加設(shè)備復(fù)雜性3） 回?zé)崞魍顿Y因?yàn)閮?yōu)點(diǎn)>缺點(diǎn)，所以用抽氣回?zé)嵫h(huán)4提高熱效率的措施？1） 提高平均吸熱溫度T，降低平均放熱溫度T；2） 減少不可逆損失。第十二章分壓力定律——混合氣體總壓力p等于各組成氣體分壓力p之和，也稱道爾頓分壓定律：p=￡pi分體積定律——混合氣體總體積V等各組成氣體分體積V之和，也稱亞美格分體積定律：V=￡匕i露點(diǎn)（溫度）一一與濕空氣中水蒸氣分壓力pv相應(yīng)的水蒸氣的飽和溫度。即：在一定的pv下未飽和濕空氣冷卻達(dá)到飽和濕空氣，即將結(jié)出露珠時(shí)的溫度。稱為露點(diǎn)，用t表示。露點(diǎn)、干球d溫度和濕球溫度的關(guān)系為：侖tw>td，其中，飽和濕空氣取等號(hào)，未飽和濕空氣取不等號(hào)。相對濕度一一W，也叫飽和度，濕空氣中水蒸氣分壓力pv,與同一溫度同樣總壓力的飽和濕空氣p中水蒸氣分壓力ps(t)的比值，用W表示。則：中=一。所以相對濕度表示濕空氣離開飽s和空氣遠(yuǎn)近程度。含濕■——即比濕度，是指1kg干空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量，用d表示，則：d