工程热力学绪论lm

1、Thermodynamics人机与环境工程系（505教研室）邢玉明、谢永奇、卜雪琴、袁卫星、刘猛主要研究方向：制冷与低温工程、人机环境工程办公室：北航新主楼C座5层电 话：82338081Email：总成绩（100）平时成绩（20）考试成绩（80）出勤（10）作业（10）期末考试（80）是一门研究是一门研究热能热能有效利用及有效利用及 热能热能和其和其它形式它形式能量能量转换规律的科学转换规律的科学g/KWh一次能源一次能源电能电能机械能机械能热能热能问题：下面哪些是热机，哪些不是？燃气轮机、蒸气机、汽车发动机、燃料电池、制冷机、发电机、电动机工程热力学从工程的观点出发，研究物质的热力性质、能

2、量转化以及热能的直接利用等问题。它是设计和分析各种动力装置、制冷机、热泵空调机组、锅炉及各种热交换器的理论基础。热力学的研究内容热力学的研究内容工质的热物理性质工质的热物理性质能量品质评价能量品质评价能源转换的量的规律能源转换的量的规律能量转换的方向与程度能量转换的方向与程度实际的动力、制冷循环实际的动力、制冷循环基本理论基本理论的应用 热热 机机 种种 类类 发电（火力、核能）发电（火力、核能） 40% 车辆发动机（内燃机）车辆发动机（内燃机） 2535% 轮船发动机轮船发动机 2535% 航空发动机航空发动机 2030% 制冷空调制冷空调(非热机，同理）非热机，同理） 200% 能量利用率

3、能量利用率heat engineEnergy efficiency锅锅炉炉汽轮机汽轮机 发电机发电机 给水泵给水泵 凝凝汽汽器器过热器过热器 1、热源，冷源热源，冷源2、工质（水蒸汽）工质（水蒸汽）3、膨胀做功膨胀做功4、循环循环 ( (加压、加热、加压、加热、膨胀做功、放热膨胀做功、放热) )1、热源，冷源热源，冷源2、工质（燃气）工质（燃气） 3、膨胀做功膨胀做功4、循环循环 ( (加压、加热、加压、加热、膨胀做功、放热膨胀做功、放热) )压压气气机机燃燃气气轮轮机机燃烧室燃烧室空空气气废废气气空气、油空气、油废气废气吸气吸气压缩点火压缩点火膨胀膨胀排气排气internal combust

4、ion engine内燃机内燃机装置装置基本特点基本特点1、热源，冷源热源，冷源2、工质（燃气）工质（燃气）3、膨胀做功膨胀做功4、循环循环 (加压、加热、加压、加热、 膨胀做功、放热膨胀做功、放热)制冷空调制冷空调装置装置基本特点基本特点1、热源，冷源热源，冷源2、工质（制冷剂）工质（制冷剂）3、得到容积变化功得到容积变化功4、循环循环 (加压、放热、加压、放热、 膨胀、吸热膨胀、吸热)热力热力装置装置共同基本特点共同基本特点 1、热源，冷源热源，冷源 heat reservoir 2、工质工质 medium, working substance 3、容积变化功容积变化功 moving bo

5、undary work 4、循环循环 cycle热机热机 高温热源高温热源 低温热源低温热源 Q1Q2W1WQ收 益代 价动力循环简图动力循环简图热效率热效率 Thermal efficiency1、宏观方法：宏观方法：把物质看作是连续的整体把物质看作是连续的整体(continuum) ，从宏观现象出发，对热现象进行直，从宏观现象出发，对热现象进行直接观察和试验，从而总结出一些普遍的规律，在接观察和试验，从而总结出一些普遍的规律，在此基础上演绎推论出高度普遍性的结论。此基础上演绎推论出高度普遍性的结论。 特点特点：可靠，普遍，不能解释热现象本质可靠，普遍，不能解释热现象本质 经典经典 （宏观宏

6、观,平衡平衡）热力学热力学classical (macroscopic, equilibrium) thermodynamics2、微观方法：微观方法：从物质内部微观结构出发，借助物从物质内部微观结构出发，借助物质的原子模型及描述物质微观行为的量子力学，质的原子模型及描述物质微观行为的量子力学，利用统计方法去研究大量随机运动的粒子，从而利用统计方法去研究大量随机运动的粒子，从而得到物质的统计平均性质，并得出热现象的基本得到物质的统计平均性质，并得出热现象的基本规律。规律。 特点：特点：揭示本质，模型近似，不如宏观方法可揭示本质，模型近似，不如宏观方法可靠靠 微观微观（统计统计）热力学热力学 microscopic (statistical) thermodynamics热力学的应用领域热力学的应用领域能源、