工程热力学课件B更新(有动画)

绪论,1,绪论Introduction,工程热力学是研究什么的？WhattheEngineeringThermodynamicsstudyfor?我们为什么要学习工程热力学？WhywestudyEngineeringThermodynamics热力学（经典热力学）：研究能量（特别是热能性质及其转换规律的科学。工程热力学：热力学的一个分支，着重研究热能与机械能相互转换（热功转换）的规律。,工程热力学EngineeringThermodynamics,绪论,2,0-1热能动力工程的重要地位,热能的利用：直接利用：烘干、蒸煮、采暖、溶化等。间接利用：热能其他形式的能量（如：机械能、电能热力发电厂、以及车辆、船舶、飞机等的动力装置）热能的间接利用中，能量的转换是能量利用的前提。热动力装置工作的实质（热能动力过程的任务）：热能机械能（电能）历史上，蒸汽机的应用，引起了历史上著名的“工业革命”。现代社会中，所消耗的机械能（电能）绝大多数是由热能转换而来的（热力发电厂、核电厂、汽轮机、内燃机、燃气轮机以及火箭发动机等）。,绪论,3,0-2能量转换装置工作过程简介,一、蒸汽动力装置,锅炉产生蒸汽（将燃料的化学转换为热能并传递给工质）汽轮机将蒸汽的热能转换为机械能。冷凝器将乏汽冷凝成水。水泵使得工作介质循环（保证系统内部的高压）。,工质（水、蒸汽）周而复始地循环，进而实现将热能转换为机械能的任务,绪论,4,二、内燃机,按燃料划分，内燃机可分为柴油机和汽油机，从热力学的观点看，其工作过程是相同的，先以柴油机为例说明其工作过程。进气过程：进气阀开，排气阀关，活塞下行，将空气吸入气缸。压缩过程：进、排气门关，活塞上行压缩空气，使其温度和压力得以升高。燃烧过程：喷油嘴喷油，燃料燃烧，气体压力和温度急剧升高（燃料的化学能转换为热能）。膨胀过程：高温高压气体推动活塞下行，曲轴向外输出机械功。排气过程：活塞接近下死点时，排气门开，在压差的作用下废气流出气缸。随后，活塞上行，将残余气体推出气缸。重复上述过程，将热能转换为机械能。,绪论,5,三、燃气轮机装置,压气机从大气环境吸气，并将其压缩，使得其压力和温度得以提高。燃烧室空气和燃料在其中混合并燃烧（将燃料的化学能转换为热能），得到高温高压的燃气。涡轮机高温高压的燃气推导涡轮机叶轮旋转对外输出机械功（将热能,转换为机械能），其中一部分能量用来驱动压气机。工质（空气、燃气）在装置内周而复始地循环，进而实现将热能转换为机械能的任务,绪论,6,四、蒸汽压缩制冷装置,制冷：以消耗机械功或其它形式的能量为代价，使物体获得低于环境的温度并维持该低温。压气机吸入来自蒸发器的低压蒸汽，将其压缩(耗功)产生高温高压的蒸汽。冷凝器使气体冷凝，得到常温高压的液体。,节流阀使液体降压，产生低压低温的液体（含少量汽体）。蒸发器工质吸收冷藏库内的热量，汽化为低压气体，使冷库降温或保持低温。工质（气态或液态制冷剂）在压气机的作用下周而复始地循环，进而实现了制冷的任务,绪论,7,0-3工程热力学的研究对象及研究方法,研究对象：热力学基本定律（热力学第一定律、热力学第二定律）；工质的性质；提高能量转换效率的途径。研究方法：宏观方法，即不考虑物质的微观结构，而是