《工程热力学》ppt课件

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1、《工程热力学》第一章基本概念第一章基本概念本章基本要求：掌握工程热力学中一些基本术语和概念：热力系、平衡态、准平衡过程、可逆过程等。掌握状态参数的特征，基本状态参数p、v、T的定义和单位等。掌握热量和功量这些过程量的特征，并会用系统的状态参数对可逆过程的热量、功量进行计算。热能动力装置：从燃料燃烧中得到热能，并利用热能得到动力的设备。热能动力装置分为两大类：燃气动力装置（内燃机、燃气轮机）蒸汽动力装置（蒸汽轮机）热能机械能化学能§1-1热能和机械能转换内燃机（汽油机）工作物质：燃气燃气热能机械能

2、燃料化学能排入大气燃烧、膨胀排气吸气压缩工作过程：能量转换：蒸汽动力装置1－锅炉2－沸水管3－汽锅4－过热器5－汽轮机6－发电机7－冷凝器8－泵9－蓄水池158762439燃料在锅炉中燃烧，加热沸水管内的水，使之变为蒸汽，并在过热器内过热，成为过热蒸汽，完成从化学能转变到热能的过程；高温高压（相对于环境）蒸汽膨胀推动汽轮机作功（机械能）；作功后的乏汽从汽轮机进入冷凝器，被冷却水冷凝成水，并由泵加压送入锅炉加热。蒸汽动力装置工作过程：不同点：构造和工作特性不同。相同点：存在某一种媒介物质以获得能量

3、；（如内燃机中混合气，蒸汽机中的水）存在能提供热能的能量源；余下的热能排向环境介质。结论：各种形式的热机都存在以下几个相同的热力过程：吸热、膨胀作功和排热。比较上述两种热机名词定义：工质：实现热能和机械能相互转化的媒介物质。热源（高温热源）：工质从中吸取热能的物系。冷源（低温热源）：接受工质排出热能的物系。工质从高温热源吸热，将其中一部分转化为机械能而作功，并把余下部分传给低温热源。热能动力装置的工作过程可概括成：热源冷源热机作功吸热放热1系统与边界§1-2热力系统热力系统（热力系）：人为分割出

4、来作为热力学分析对象的有限物质系统边界：系统与外界之间的分界面外界：热力系统以外的部分边界可以是实在的，也可以是假想的；可以是固定的，也可以是移动的热力系统选取的人为性锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器过热器只交换功只交换热既交换功也交换热§1-2热力系统边界特性真实、虚构固定、活动§1-2热力系统2热力系统分类以系统与外界关系划分：有无是否传质开口系闭口系是否传热非绝热系绝热系是否传功非绝功系绝功系是否传热、功、质非孤立系孤立系§1-2热力系统以空间为系统，进、出口边界均为假想边界，系统与外界有物质

5、交换以气缸内气体为系统，活塞表面上的边界是移动边界，系统与外界没有物质交换§1-2热力系统热力系统其它分类方式其它分类方式物理化学性质均匀系非均匀系工质种类多元系单元系相态多相单相§1-2热力系统最重要的系统简单可压缩系统只交换热量和一种准静态的容积变化功容积变化功压缩功膨胀功§1-2热力系统定义：用来实现能量相互转换的媒介物质§1-2热力系统3工质气体理想气体实际气体蒸气§1-3热力状态状态：某一瞬间热力系所呈现的宏观状况状态参数：描述热力系状态的物理量一、状态参数状态参数分类：强度参数：无

6、关如压力p、温度T广延参数：有关可加性如质量m、容积V、内能U、焓H、熵S按与所含工质的量有关否分比参数：比容比内能比焓比熵单位：/kg/kmol具有强度量的性质§1-3热力状态强度量与广延量速度动能高度位能内能温度（强）（强）（强）（广）（广）（广）§1-3热力状态基本状态参数压力p、温度T、比容v§1-3热力状态按是否直接或容易测量分非基本状态参数内能U、焓H、熵S状态参数的数学特征：状态确定，则状态参数也确定12ab§1-3热力状态1、压力p物理中压强，单位:Pa,N/m2常用单位：1b

7、ar=105Pa1MPa=106Pa1atm=760mmHg=1.013105Pa1mmHg=133.3Pa1at=735.6mmHg=9.80665104Pa二、基本状态参数气体分子撞击器壁的统计（平均）效果压力p测量一般是工质绝对压力与环境压力的相对值——相对压力注意：只有绝对压力p才是状态参数§1-2热力状态绝对压力与相对压力当p>pb表压力pe当p

8、的相对压力，故⑵压力表2测得的也是A室的相对压力，但它处在B室环境中，故⑶压力表3测得的是B室的相对压力，故其它压力测量方法高精度测量：活塞式压力计工业或一般科研测量：压力传感器§1-3热力状态2比体积§1-3热力状态［m3/kg]工质聚集的疏密程度物理上常用密度［kg/m3]§1-3热力状态3温度T传统：冷热程度的度量。感觉，导热热平衡热力学第零定律如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡，则两个系统彼此必然处于热平衡。温度测量的理论基础B温度计温度的热力学定义处于同一热平衡状态的各个热力系，