热力学绪论-R1PPT课件.ppt

工程热力学EngineeringThermodynamics 1 绪论 工程热力学是重要的技术基础课 工程热力学是一门研究热能有效利用及热能和其它形式能量转换规律的科学 能源转换利用的关系 热能 电能 机械能 风能 水能 化学能 核能 地热能 太阳能 一次能源 天然存在 二次能源 光电转换 燃料电池 光热 聚变 裂变 燃烧 水车 水轮机 风车 热机 电动机 发电机 90 转换 直接利用 工程热力学与节能 工程热力学建立节能的理论基础 工程热力学是一门研究热能有效利用及热能和其它形式能量转换规律的科学 节能的重要性 1 电力为例 我国电力2亿5千万千瓦 中等发达国家1kW 人 发达国家6kW 人 2050年 1kW 人 15亿千瓦 我国0 2kW 人 节能的重要性 2 煤 9亿kW 2050年 1kW 人 15亿千瓦 水能 3亿7千6百kW 核能 2亿kW 风能 太阳能 1亿kW 节能的重要性 3 燃煤 SO2 粉尘 CO2 酸雨 温室效应 57 城市总悬浮颗粒超标48个城市SO2浓度超标82 城市出现过酸雨 目前 黄岛发电厂脱硫装置 中国平均发电耗煤量的变化 g kW h 中国与日本工业能耗比较 节能的重要性 4 我国能源利用率32 先进 42 占铁路货运量42 占公路货运量22 占航运25 32 开采效率 节能 节能是近年来的基本国策 开发和节约并重 节能任重道远是我们的责任 热力学的分类 工程热力学 热能与机械能物理热力学化学热力学生物热力学溶液热力学 热力学 能源转换利用的关系 热能 电能 机械能 风能 水能 化学能 核能 地热能 太阳能 光电转换 燃料电池 光热 聚变 裂变 燃烧 水车 水轮机 风车 热机 电动机 发电机 90 转换 热机种类 发电 火力 核能 40 车辆发动机 内燃机 25 35 轮船发动机25 35 航空发动机20 30 制冷 空调 200 能量利用率 火电厂系统图 16 实际火电厂布置图 17 元宝山火电厂 18 大型坑口电站 陕西韩城电厂 19 德国1 35MW核电站 20 首台国产20万千瓦机组 辽宁朝阳电厂 660MW发电机内部 邯郸发电厂 石横发电厂30万千瓦机组集控室 扬州第二发电厂600MW监控系统 变电站500kV出线 东北电网总调度大厅 北京市电厂分布示意图 北京市电厂分布示意图 火力发电装置 锅炉 汽轮机 发电机 给水泵 凝汽器 过热器 基本特点 1 热源 冷源2 工质 水 蒸汽 3 膨胀做功4 循环 加压 加热 膨胀做功 放热 航空发动机 燃气循环 活塞 燃气发电装置 活塞 燃气装置 基本特点 1 热源 冷源2 工质 燃气 3 膨胀做功4 循环 加压 加热 膨胀做功 放热 压气机 燃气轮机 燃烧室 空气 废气 单缸汽油发动机构造 内燃机 图6 15单缸汽油机构造示意图 火花塞2 气缸盖3 出水口4 气缸5 活塞6 水套7 水泵8 活塞销9 进水口10 连杆11 飞轮12 曲轴13 机油管14 曲轴箱15 机油泵16 曲轴正时齿轮17 凸轮正时齿轮18 凸轮轴19 排气管20 进气管21 进气门22排气门23 化油器 汽车发动机与传动 内燃机 内燃机装置 空气 油 废气 吸气 点火 膨胀 排气 内燃机装置 基本特点 1 热源 冷源2 工质 燃气 3 膨胀做功4 循环 加压 加热 膨胀做功 放热 制冷空调装置 基本特点 1 热源 冷源2 工质 制冷剂 3 得到容积变化功4 循环 加压 放热 膨胀 吸热 动力装置 共同基本特点 1 热源 冷源2 工质3 容积变化功4 循环 热机 高温热源 低温热源 Q1 Q2 W 动力循环简图 热效率 1 可否不要热源而作功 思考题 2 为何要有两个热源 能否不要低温热源 不放热 W Q是否可以进行 3 发电厂效率高的只有40 可否有途径提高 最高效率是否有极限 极限为多少 4 工质与热功转换的关系 工程热力学的研究内容 1 能量转换的基本定律 2 工质的基本性质与热力过程 3 热功转换设备 工作原理 4 化学热力学基础 1 宏观方法 连续体 用宏观物理量描述其状态 其基本规律是无数经验的总结特点 可靠 普遍 不能任意推广宏观热力学 平衡热力学2 微观方法 从微观粒子的运动及相互作用角度研究热现象及规律特点 揭示本质 模型近似统计热力学 工程热力学研究方法 工程热力学传热学流体力学燃烧学热物性学 工程热力学所属学科 工程热物理 1 有几位科学家在热力学作出了贡献 获诺贝尔奖 小知识 1 2 中国哪位教授与美国教授合作提出的状态方程得到普遍认可 3 Entropy和Enthalpy是清华哪位教授译为 熵 和 焓 4 为什么恩格斯说 卡诺定理 是头重脚轻的定理 1 Maxwell妖是什么 小知识 2 2 吉布斯佯谬 又是什么 3 哪位清华校友提出的HFC 125状态方程被评为国际标准方程 4 哪位清华博士获国际制冷学会热力学 卡诺 奖 热力学方面获诺贝尔奖的科学家 1 J D 范 德瓦尔斯JohannesvanderWaals 1837 1923 荷兰气体和液体状态方程1910年诺贝尔物理学奖 热力学方面获诺贝尔奖的科学家 2 M 普朗克MaxPlanck 1858 1947 德国发现能量子 量子理论 热二律1918年诺贝尔物理学奖 热力学方面获诺贝尔奖的科学家 3 W H 能斯脱WaltherHermannNernst 1864 1941 德国热化学 熵基准1920年诺贝尔化学奖 热力学方面获诺贝尔奖的科学家 4 L 昂萨格LarsOnsager 1903 1976 美国不可逆过程热力学理论1968年诺贝尔化学奖 热力学方面获诺贝尔奖的科学家 5 I 普里戈金IlyaPrigogine 1917 比利时热力学的耗散结构理论1977年诺贝尔化学奖 参考书 1 工程热力学沈维道等高教出版社2 工程热力学曾丹苓等高教出版社3 工