热工基础 4

总 之
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热工基础—4 传热过程
4.1.4.2 等温面与等温线 等温面：同一时刻，温度场中所有温度相同的点所构成的面 等温线：不同等温面与同一个平面相交的交线。
等温面
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热工基础—4 传热过程
4.1.4.3 温度梯度 温度梯度：表示温度场内某一点等温面法线方向的温度变化率。
对流传热根据流动原因不同：
① 自然对流传热：如暖气片附近空气
② 强制对流传热：外界机械作用引起对流
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热工基础—4 传热过程
4.1.1.3 辐射传热 定义：是一种以电磁波的形式来传递能量的过程。 特点：传递过程不需要任何介质。
例如：火焰的炙烤，太阳的照射。 例如：火焰的炙烤，太阳的照射。
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热工基础—4 传热过程
4.1.1.2 对流传热 定义：流体各部分之间发生相对位移时所引起的热量传递过程。 特点：流体内部发生相对移动。
在硅酸盐工业中对流传热指：由流体传到固体壁面或相反的过程。 ① 在硅酸盐工业中对流传热指：由流体传到固体壁面或相反的过程。 多数情况下对流传热与热传导并存。 ② 多数情况下对流传热与热传导并存。
△t —冷热物体的温度差 ， ℃；
K —传热系数 ， W/(m2·℃)； ℃
热流量：单位时间通过单位面积所传的热量
Q q = = K ∆t F
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……(4-2)
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热工基础—4 传热过程
4.1.3 热阻
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《热工基础》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程性质工程热力学和传热学是研究与分析热机和常用热力设备（动力装置、制冷装置等）热能转换规律、性质的理论依据，也为识别和判断车辆复杂工程问题提供理论分析的实用、有效方法。

《热工基础》课程已经成为机械类、交通运输类、土建类、车辆类专业的必修或选修专业课程之一。

通过本课程的学习，使学生掌握工程热力学的基本定律、基本热力过程和循环的分析计算方法以及常用热力设备的工作原理；通过传热学的学习，使学生掌握传热学的基本概念、基本理论及基本分析和实验研究方法，为今后分析、研究、处理、解决实际的车辆工程应用问题奠定必要的技术理论基础。

本门课程内容涉及面广，公式计算类知识点偏多，学习时应以理解和灵活应用为主，掌握相关的理论、定律及公式，并结合工程实践应用进行理论分析，培养学生理论联系实际和解决实际问题的能力。

三、课程目标（一）总体目标：本课程内容涵盖热力学第一及第二定律、理想气体的性质与热力过程、水蒸气与湿空气、热量传递的基本方式、导热、对流换热等内容，教学过程中要注意与先修课程基础知识的联系。

通过本课程的学习，能够培养学生的工程意识，培养和提高学生理论联系实际、分析问题、解决问题的能力，并掌握工程热力学和传热学的相关知识及应用。

（二）课程目标：课程目标1：掌握工程热力学和传热学中的基本概念、理论、分析计算方法、常用热力设备的工作原理等。

结合数学与自然科学的基本概念、基本理论，能对工程热能的转换和传递问题进行描述、计算。

课程目标2：掌握工程热力学和传热学中的实验研究方法。

并结合数学与自然科学的理论，能对工程中热能的转化和传递问题进行实验分析、研究和求解。

课程目标3：将理论知识点应用于工程实际，以解决工程实际中有关热能和机械能相互转换和传递的能量分析计算和不可逆分析计算，具备相关的计算能力。

并运用所学科学原理、理论，识别、判断及分析车辆专业的工程实际问题。

（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求1和毕业要求2：观测点1-2.能够运用数学与自然科学的基本概念和语言对工程问题进行合理描述。

第二部分：热工计算(4-6章)第一次课课题： 4. 燃料及燃烧计算§4.1燃料的通性一、本课的基本要求：1.掌握燃料的化学组成及各种成分之间的相互转换。

2.燃料发热量的计算。

3.标准燃料的概念。

二、本课的重点、难点：1. 重点：燃料的化学组成。

2. 难点:：燃料成分之间的相互转换。

三、作业：第4章燃料及燃烧计算1.燃料的定义：凡是在燃烧时(剧烈地氧化)能够放出大量的热，并且此热量能有效地被利用在工业或其他方面的物质称为燃料。

. 所谓有效地利用是指利用这些热源在技术上是可能的在经济上是合理的。

2.对燃料的要求：(1)在当今技术条件下，单位质量(体积)燃料燃烧时所放出的热可以有效地利用。

(2)燃烧生成物是气体状态，燃烧后的热量绝大部分含欲其气体生成物之中，而且可以在放热地点以外利用生成物中所含的热量。

(3)燃烧产物的性质时熔炼(加热)设备不起破坏作用，无毒、无腐蚀作用。

(4)燃烧过程易于控制。

(5)有足够多的蕴藏量，便于开采。

§4.1 燃料的通性一、燃料的化学组成1.固(液)体燃料的化学组成(1)固(液)体燃料的基本组成固液体燃料的基本组成有C、H、O、N、S、W(水分)及A(灰分)，其中C、H、S 能燃烧放热构成可燃成分，但S燃烧后生成的而氧化硫为有毒气体。

所以视硫为有害成分；氧和氮的存在相对降低了可燃成分的含量，属于有害物质；水分(W)的存在不仅相对降低了可燃成分含量，而且水分在蒸发时要吸收大量的热，所以视水为有害物质；灰分的存在不仅降低了可燃成分的含量，而且影响燃烧过程的进行，在燃烧过程中易溶结成块，阻碍通讯，造成燃料浪费和增加排灰的困难。

(2)固(液)体燃料的成分分析固(液)体燃料的成分分析方法有元素分析法和工业分析法两种。

元素分析法是确定燃料中C、H、O、N、S的重量百分含量,它不能说明燃料由那些化合物组成及这些化合物的形式。

只能进行燃料的近似评价,但元素分析法的结果是燃料计算的重要原始数据。

t2 t1
c t2
c t2 0C
t2
c t1 0C
t1
t1
t2 t1
t c dt c t (t 0)
0C
0C
c =c(t2)
c t2 t1
t2 t
热工基础与应用 3、平均比热容的直线关系式
c t2
t2 cdt
t1
t2 t1
(a
bt)dt
a(t 2
t1 )
b
2
(t
2 2
t12 )
wi
mi m
;
xi
ni n
;
i
Vi V
换算关系：i xi ；
wi
xi M i ； xi M i
xi
wi / M i wi / M i
三、折合摩尔质量和折合体常数
M eq
m n
xi M i
Rg,eq wi Rg,i
热工基础与应用
四、理想气体混合物的热力学能和焓及熵
比热容 ：
c wici
U
mcvt
m
5 2
Rg t
5.226
2.5 0.287
(140
27)
423.7(kJ)
热工基础与应用 §4-5 理想气体的基本热力过程
理想气体热力过程的研究前提如下： 1、理想气体 ； 2、过程为可逆过程；
3、比热容为定值。
理想气体热力过程的研究步骤如下： 1、列出过程方程式：根据过程特点列出或推导出过程
R)
9 2
Rg
(9 2
R)
热工基础与应用
§4-3 理想气体的比热力学能和比焓及比熵
一、 理想气体的比热力学能和比焓