《热工学绪论》PPT课件

1、热工学,城建学院安全系 陆春义 ,绪论,本课程主要内容：工程热力学+传热学 本课程性质：重要的专业基础课 工程热力学是一门研究热能有效利用以及热能和其它形式能量转换规律的科学 传热学是一门研究热能传递的规律之科学。,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,热 机 种 类, 发电（火力、核能） 40% 车辆发动机（内燃机） 2535% 轮船发动机 2535% 航空发动机 2030% 制冷空调(非热机，同理） 200%,能量利用率,heat engine,Energy efficiency,火力发电装置基本特点,锅 炉,汽轮机,发电机,给水泵

2、,凝汽器,过热器,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),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,内燃机装置,空气、油,废气,吸气,压缩点火,膨胀,排气,internal combustion engine,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

3、),热力装置共同基本特点,1、热源，冷源 heat reservoir 2、工质 medium, working substance 3、容积变化功 moving boundary work 4、循环 cycle,热机,高温热源,低温热源,Q1,Q2,W,动力循环简图,热效率,Thermal efficiency,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%左右，可否 有途径提高，最高效率是否有极 限？极限为多少？,1、为什么永动机不能实现？,Perpetual motion machine,4、热能和机械能通过什么介

4、质转换,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(continuum)，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 经典 （宏观,平衡）热力学 classical (macroscopic, equilibrium),工程热力学研究方法,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 微观（统计）热力学 microscopic (statistical) thermodynamics,工程热力学研究方法,工程热力

5、学 传热学 Heat Transfer 流体力学 Hydrodynamics 燃烧学 Combustion 热物性学 Thermophysical Property,工程热力学所属学科,工程热物理,Engineering Thermophysics,1、有几位科学家在热工学作出了贡献， 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？,热工学方面获诺贝尔奖的科学家（1）,J.D.范.德瓦尔斯 Johannes van der

6、Waals (1837-1923) 荷兰 气体和液体状态方程 1910年诺贝尔物理学奖,热工学方面获诺贝尔奖的科学家（2）,M.普朗克 Max Planck (1858-1947) 德国 发现能量子（量子理论的开创者之一） 热二律 1918年诺贝尔物理学奖,热工学方面获诺贝尔奖的科学家（3）,W.H.能斯脱 Walther Hermann Nernst (1864-1941) 德国 热化学，熵基准 1920年诺贝尔化学奖,热工学方面获诺贝尔奖的科学家（4）,L.昂萨格 Lars Onsager (1903-1976) 美国 不可逆过程热力学理论 1968年诺贝尔化学奖,热工学方面获诺贝尔奖的科

7、学家（5）,I.普里戈金 Ilya Prigogine (1917-) 比利时 热力学的耗散结构理论 1977年诺贝尔化学奖,热工学方面获诺贝尔奖的科学家（6）,K.G.威尔逊 Kenneth G. Wilson (1936-) 美国 临界重整化群理论 1982年诺贝尔物理奖,热工基础一（工程热力学）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、工程热力学 刘桂玉等 高教出版社 4、工程热力学 庞麓鸣等 高教出版社 5、热力学分析 朱明善等 高教出版社 6、工程热力学题型分析 朱明善等 清华出版社 7、Fundamentals of Classical Thermodynamics Gordon J. et al. Fifth ed 8 、Thermodynamics, Yunus A. Gengel et al. Fourth Edition,热工基础二（传热学）参考书,1、传热学基础. 杨世铭. 高等教育出版社. 2、传热学. 杨世铭，陶文铨. 高教出版社. 3、传热学. 陶文铨. 西北工业大学出版社. 4、 Heat Transfer. J.P. Holman.(霍尔曼.J.P.) 5、计算传热学. 帕坦卡,教学要求,1、弄清