工程热力学 Engineering Thermodynamics 建筑环境与设备工程专业 主讲人:朱常琳
工程热力学 Engineering Thermodynamics 主讲人：朱常琳 （建筑环境与设备工程专业）
绪论 主要内容: 1、什么是工程热力学? 2、为什么要学习《工程热力学》? 3、热能及利用 4、本课程的研究对象及主要内容; 5、如何学好工程热力学? 6、对作业的要求; 7、期末总评成绩的评定方法
绪 论 主要内容： 1、什么是工程热力学? 2 、为什么要学习《工程热力学》? 3、热能及利用； 4、本课程的研究对象及主要内容； 5、如何学好工程热力学？ 6、对作业的要求； 7、期末总评成绩的评定方法
绪论 1、什么是工程热力学? 从工程技术观点出发,研究工质的热力学性质,热能 转换为机械能的规律和方法,以及如何合理而有效地利 用热能的一门学科。 即提高机械能与热能之间相互转换的效率, 以消耗最少的热能,获得最多的机械能,或 者以花费最少的机械能,获得最多的热能
绪 论 1、什么是工程热力学? 从工程技术观点出发，研究工质的热力学性质，热能 转换为机械能的规律和方法，以及如何合理而有效地利 用热能的一门学科。 即提高机械能与热能之间相互转换的效率， 以消耗最少的热能，获得最多的机械能，或 者以花费最少的机械能，获得最多的热能
工质:热力系内部的工作物质的简称,它是用来实现能量相 互转换的媒介物质。 如气缸中封闭的气体、汽轮机中的水蒸气、内燃机中的燃气, 空气制冷系统中的空气冰箱中的制冷剂等 工质的热力性质: 是指描述工质的状态参数之间的关系。 具体来说就是工质的基本状态参数p,v7之间的关系(状 态方程),热力学能、焓、熵和比热容用p,v7表达的计 算关系式 如果没有这些关系式就无法建立工质的能量转换和这些 基本状态参数之间的关系
工质：热力系内部的工作物质的简称，它是用来实现能量相 互转换的媒介物质。 如气缸中封闭的气体、汽轮机中的水蒸气、内燃机中的燃气， 空气制冷系统中的空气,冰箱中的制冷剂等。 工质的热力性质： 是指描述工质的状态参数之间的关系。 具体来说就是工质的基本状态参数p,v,T之间的关系(状 态方程），热力学能、焓、熵和比热容用p,v,T表达的计 算关系式。 如果没有这些关系式就无法建立工质的能量转换和这些 基本状态参数之间的关系
2、为什么要学习《工程热力学》? 热现象是自然界与科技领域中最普遍的物理现象,热能的转换 和利用仍然是人类有效利用能源的最主要方式。而《工程热力学》 正是研究热功转换规律、热能合理利用的科学。 人均资源量少,能源利用效率低,环境污染严重,制约国民经 济的发展和人们生活水平的提高。环保、节能意识甚至为解决这 些问题而做出贡献 家用电器如煤气灶、采暖和空调系统、冰箱、热水器、电熨斗、 计算机、电视机等。 汽车发动机,火箭、飞机、常规电站、核动力装置、太阳能集热 器等的设计和分析中,热力学起着非常重要的作用。所以掌握工 程热力学的基本原理和基本应用是工程教育的重要部分。 本课程是建筑与环境设备工程专业的三大主干专业基础课程之一
2、为什么要学习《工程热力学》? ➢热现象是自然界与科技领域中最普遍的物理现象，热能的转换 和利用仍然是人类有效利用能源的最主要方式。而《工程热力学》 正是研究热功转换规律、热能合理利用的科学。 ➢人均资源量少，能源利用效率低，环境污染严重，制约国民经 济的发展和人们生活水平的提高。环保、节能意识甚至为解决这 些问题而做出贡献。 ➢家用电器如煤气灶、采暖和空调系统、冰箱、热水器、电熨斗、 计算机、电视机等。 汽车发动机，火箭、飞机、常规电站、核动力装置、太阳能集热 器等的设计和分析中，热力学起着非常重要的作用。所以掌握工 程热力学的基本原理和基本应用是工程教育的重要部分。 本课程是建筑与环境设备工程专业的三大主干专业基础课程之一
3、热能及利用 (人类从能源中所获得能量的主要形式是热能 汽车前进;飞机与火箭飞行;空调;采暖;生产工艺等。 机器运转虽然可以用电机驱动,但大多数电能也是通过火力 发电即热能这个环节。 只有很少比例的电能可以不通过热能得到,如风力发电、水 力发电,太阳能电池,原子核能等。 全世界每年通过热能这个环节消耗的能量在总能量中约占 70%左右 这些热能主要来自煤、石油、天然气等燃料。通过燃烧过程 这些燃料的化学能转变为热能释放出来,被人类所利用
3、热能及利用 ⑴人类从能源中所获得能量的主要形式是热能： ➢汽车前进；飞机与火箭飞行；空调；采暖；生产工艺等。 ➢机器运转虽然可以用电机驱动，但大多数电能也是通过火力 发电即热能这个环节。 ➢只有很少比例的电能可以不通过热能得到，如风力发电、水 力发电，太阳能电池，原子核能等。 ➢全世界每年通过热能这个环节消耗的能量在总能量中约占 70%左右。 这些热能主要来自煤、石油、天然气等燃料。通过燃烧过程， 这些燃料的化学能转变为热能释放出来，被人类所利用
风力发电 △
风力发电
水力发电(水轮机)
水力发电（水轮机）
(2)热能的直接利用:即将热能直接用于加热。 如冶炼、蒸发、烘干、采暧等。 这些直接加热过程必须在各种加热设备或热交换器 中进行。如锅炉。 (3)热能的间接利用:热能转变为其他形式的能量加 以利用。 如热能→机械能→电能。 例如:如图所示,在热电厂中,锅炉、产生的高温 高压水蒸气,通过汽轮机将热能转变为机械能→带 动发动机输出电能
⑵热能的直接利用： 即将热能直接用于加热。 如冶炼、蒸发、烘干、采暖等。 这些直接加热过程必须在各种加热设备或热交换器 中进行。如锅炉。 ⑶热能的间接利用：热能转变为其他形式的能量加 以利用。 如热能→机械能→电能。 例如：如图所示，在热电厂中，锅炉、产生的高温 高压水蒸气，通过汽轮机将热能转变为机械能→带 动发动机输出电能
例:火力发电装置 过热器汽轮机 锅炉 发电机 凝汽器 给水泵
例：火力发电装置 锅 炉 汽轮机 发电机 给水泵 凝 汽 器 过热器