《工程熱力學》 課件 緒論

緒論一、熱能及其利用1、熱能能源：為人類生產(chǎn)與日常生活提供各種能量和動力的物質(zhì)資源。（自然界中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可資利用的能源？）熱能：組成物質(zhì)的大量分子作雜亂而不規(guī)則運動所具有的能量（無序能）。從自然界獲得的能源主要是熱能。如：燃料→煤、油、氣等太陽、地熱、原子裂變與聚變產(chǎn)生的能風力、水力產(chǎn)生的能→熱能→機械能。1一、熱能及其利用2、熱能利用的基本形式熱利用（直接利用）：如，冶金、化工、烘干、供暖等。動力利用（間接利用）：將熱能轉(zhuǎn)換成其它形式的能量加以利用

。如，電廠、飛機、船舶、火車等。3、國家能源政策介紹提高能源的有效利用率；減少對自然環(huán)境的破環(huán)和污染；開發(fā)新能源。2緒論二、熱力學發(fā)展簡史1、熱力學(Thermodynamaics)

熱力學是研究各種形式的能量、能量相互轉(zhuǎn)換及其與物質(zhì)性質(zhì)之間關系的科學。2、發(fā)展總模式實踐→理論→新實踐→新理論（產(chǎn)生→發(fā)展）3沒有學過大學物理的人不了解熱力學定律，因此第二類永動機不容易識破，比較有欺騙性。第一臺這樣的永動機是1881年約翰·嘎姆吉（JohnGamgee）為美國海軍設計的“零發(fā)動機”，設想讓汽缸內(nèi)的液氨從海水中吸收熱量汽化產(chǎn)生蒸氣推動活塞，氨蒸氣冷卻后又凝結(jié)成液氨，如此循環(huán)往復。這臺機器從未能完成一個循環(huán)（因為氨蒸氣不可能自動冷卻凝結(jié)成液體），但是嘎姆吉還是設法把它賣給了美國海軍，美國海軍部長還拿去展示給美國總統(tǒng)看。中國，王洪成，黃維也是永動機的熱心者。阿基米得螺旋永動機

馬爾基斯永動機第一類永動機4階段時期實際發(fā)明實際應用理論發(fā)展初始階段18世紀初期原始蒸汽機-抽水機（英國）水利灌溉19世紀初期蒸汽機機車和船舶1824年：卡諾定理與卡諾循環(huán)（熱能變機械能的條件）；1840-1851年：邁耶、焦爾等建立了熱力學第一定律；1850-1851年：克勞修斯和湯姆遜先后提出了熱力學第二定律?？焖侔l(fā)展階段19世紀末期汽輪機內(nèi)燃機電廠交通動力機蒸汽、氣體性質(zhì)及其低速流動。內(nèi)燃機熱力過程、熱力循環(huán)既提高熱效率20世紀中后期燃氣輪機噴氣發(fā)動機聯(lián)合發(fā)電飛機、火箭燃氣-正氣聯(lián)合循環(huán)噴管及氣體高速流動近代發(fā)展階段近20-30年燃料電池（化學能→電能）溫差電池（熱能→電能）磁流體發(fā)電(熱能→電能）新能源開發(fā)(太陽能、地熱)能量直接轉(zhuǎn)化技術節(jié)能裝置和設備化學熱力學新循環(huán)、新工質(zhì)5緒論三、工程熱力學的研究對象及主要內(nèi)容工程熱力學主要研究熱能與機械能之間相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律。主要目的在于建立熱機理論。2.研究對象

在各種能量轉(zhuǎn)換裝置中，通過研究工質(zhì)的性質(zhì)以及工質(zhì)狀態(tài)的變化所實現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)換規(guī)律，找出提高能量轉(zhuǎn)換效率的途徑。能量轉(zhuǎn)換裝置（工程對象）熱能動力裝置：實現(xiàn)將熱能轉(zhuǎn)換成機械能、為人類提供動力的裝置。制冷裝置：消耗熱能或機械能、將熱從低溫移向高溫的裝置。6物質(zhì)整體作規(guī)則運動所具有的能量，也稱有序能。為了使熱能動力裝置更有效地實現(xiàn)熱能向機械能的轉(zhuǎn)換、使制冷裝置更有效地實現(xiàn)熱能從低溫向高溫的輸運，必須充分掌握有關能量及其相互轉(zhuǎn)換規(guī)律的知識——工程熱力學的知識。

7主要內(nèi)容：

1）基本概念與基本定律：熱能和機械能之間相互轉(zhuǎn)換的客觀規(guī)律。

2）工質(zhì)的熱力性質(zhì)。

3）各種能量轉(zhuǎn)換裝置的工作過程和工作循環(huán)分析。最終目的：找出提高能量轉(zhuǎn)換效率的途徑。

8緒論三、工程熱力學的研究對象及主要內(nèi)容3、課程主要內(nèi)容（四部分）基本概念：如熱力系、平衡狀態(tài)、過程、循環(huán)等?；径桑簾崃W第一、二定律，卡諾定理等。工質(zhì)性質(zhì)：工質(zhì)是實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的媒介。理想氣體、水蒸汽、濕空氣等。工程應用：壓縮機、蒸汽動力循環(huán)、氣體動力循環(huán)、制冷循環(huán)等9緒論四、熱力學的研究方法

1、宏觀方法：視物質(zhì)為連續(xù)體，用宏觀物理量來描述它大量出現(xiàn)的現(xiàn)象中普遍、基本、系統(tǒng)的規(guī)律演繹、推論指導意義的結(jié)論高度的可靠性和普遍性10緒論四、熱力學的研究方法

2、微觀方法構成---把物質(zhì)看成是由大量粒子構成；依據(jù)---應用力學定律說明分子的運動，用統(tǒng)計方法得出分子的平均性質(zhì)；揭示---現(xiàn)象的本質(zhì)及內(nèi)在原因，稱為統(tǒng)計熱力學。特點---數(shù)學模型復雜；結(jié)果過不準，修正于實際工程；能透徹解釋現(xiàn)象的本質(zhì)。3、宏觀方法與微觀方法是有本質(zhì)的區(qū)別對于相同的研究對象時，應獲得一致的結(jié)論。如，壓力。工程熱力學主要以宏觀的方法為主導。11緒論五、學習工程熱力學的一般方法1、抓住課程主線熱能轉(zhuǎn)換成機械能的規(guī)律方法、提高熱效率以及熱能利用的經(jīng)濟性。理論與應用有機結(jié)合。2、宏觀方法中突出?；椒ㄑ芯烤唧w問題3、重視在作業(yè)和練習中計算能力及解決問題能力培養(yǎng)模型化