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工程热力学与传热学概念整理工程热力学第一章、基本概念1.热力系：根据研究问题的需要，人为地选取一定范围内的物质作为研究对象，称为热力系（统），建成系统。
热力系以外的物质称为外界；热力系与外界的交界面称为边界。
2.闭口系：热力系与外界无物质交换的系统。
开口系：热力系与外界有物质交换的系统。
绝热系：热力系与外界无热量交换的系统。
孤立系：热力系与外界无任何物质和能量交换的系统3.工质：用来实现能量像话转换的媒介称为工质。
4.状态：热力系在某一瞬间所呈现的物理状况成为系统的状态，状态可以分为平衡态和非平衡态两种。
5.平衡状态：在没有外界作用的情况下，系统的宏观性质不随时间变化的状态。
实现平衡态的充要条件：系统内部与外界之间的各种不平衡势差（力差、温差、化学势差）的消失。
6.强度参数：与系统所含工质的数量无关的状态参数。
广延参数：与系统所含工质的数量有关的状态参数。
比参数：单位质量的广延参数具有的强度参数的性质。
基本状态参数：可以用仪器直接测量的参数。
7.压力：单位面积上所承受的垂直作用力。
对于气体，实际上是气体分子运动撞击壁面，在单位面积上所呈现的平均作用力。
8.温度T：温度T是确定一个系统是否与其它系统处于热平衡的参数。
换言之，温度是热力平衡的唯一判据。
9.热力学温标：是建立在热力学第二定律的基础上而不完全依赖测温物质性质的温标。
它采用开尔文作为度量温度的单位，规定水的汽、液、固三相平衡共存的状态点（三相点）为基准点，并规定此点的温度为273.16K。
10状态参数坐标图：对于只有两个独立参数的坐标系，可以任选两个参数组成二维平面坐标图来描述被确定的平衡状态，这种坐标图称为状态参数坐标图。
11.热力过程：热力系从一个状态参数向另一个状态参数变化时所经历的全部状态的总和。
12.热力循环：工质由某一初态出发，经历一系列状态变化后，又回到原来初始的封闭热力循环过程称为热力循环，简称循环。
13.准平衡过程：由一系列连续的平衡状态组成的过程称为准平衡过程，也成准静态过程。
第一章基本概念及定义一、热力学系统1、热力系统热力学系统：人为划定的一定范围内的研究对象称为热力学系统，简称热力系或系统。
外界：系统以外的所有物质边界：系统与外界间的分界面2、热力系统的分类根据系统与外界的物质交换情况分类：1.开口系统：存在质量交换2.闭口系统：不存在质量交换根据系统与外界的能量交换情况分类：1.绝热系统：系统与外界无热量交换2.孤立系统：既无能量交换又无物质交换系统3.简单热力系统：只交换热量及一种形式的功4.复杂热力系统：交换热量及两种形式以上的功简单可压缩系统：在简单热力系统中，工质若是可压缩流体，并且系统与外界交换的功的形式是容积变化功(膨胀功或压缩功)，则此热力系统称为简单可压缩系统。
（仅需两个状态参数就能确定系统的状态）3、工质与热源工质：实现热能和机械能之间转换的媒介物质。
热源：在能量交换中与工质有热量交换的物系。
分为高温热源和低温热源。
二、热力学系统的状态及基本状态参数1、定义平衡状态：指系统在不受外界影响的情况下，其本身宏观性质不随时间发生变化的状态。
平衡的本质：不存在不平衡势系统热力平衡状态的条件：热平衡（无温差）、力平衡（无压差）2、状态参数特点：1、状态确定，则状态参数也确定，反之亦然；2、状态参数具有积分特征：状态参数的变化量与路径无关，只与初终态有关；3、状态参数具有全微分特性： 3、基本状态参数1、比体积v ：单位质量物质所拥有的容积。
2、压力（绝对压力）：力学定义——3、温度T ：俗称物体冷热程度的标志三、平衡状态和状态参数坐标图状态参数坐标图的说明：1）系统任何平衡态可表示在坐标图上。
2）图中的每一点都代表系统中的一个平衡状态。
3）不平衡态无法在图中表示。
dy yzdx x z dz x y )()(∂∂+∂∂=AF p =四、状态方程式1、理想气体模型气体分子是具有弹性但不占据体积的质点；除相互碰撞外无其它作用力。
2、摩尔气体常数R与气体常数RgR单位：J/(mol·K) Rg单位：J/(kg·K)五、热力过程和准静态过程1、热力过程处于平衡状态的工质，在受到外界作用时，从一个状态经过一系列的中间状态变化到另一个平衡状态所经历的全部状态的总和称为热力过程。
工程热力学与传热学总结与复习一、工程热力学1.热力学基本概念：温度、压力、体积、能量、功、热量等。
2.热力学第一定律：能量守恒原理，能量的转化与传递。
3.热力学第二定律：熵增原理，能量转化的方向性和能量质量的评价。
4.热力学循环：热力学循环的性质和效率计算。
5.热力学性质：热容、比热、比容等，理想气体方程等。
6.相变与理想气体：气体的状态方程，相变的特性和计算。
7.热力学平衡与稳定性：热力学平衡条件和稳定性判据。
8.热力学性能分析：绝热效率、功率、热效率等。
二、传热学1.传热基本概念：传热方式（传导、对流、辐射）、传热热流量。
2.热传导：热传导过程的数学模型、导热系数、傅里叶热传导定律等。
3.对流传热：强制对流和自然对流，传热换热系数的计算和影响因素。
4.辐射传热：黑体辐射、斯特藩—玻尔兹曼定律、辐射传热换热系数等。
5.热传导与热对流的复合传热：壁面传热、换热器传热、管壳传热等。
6.传热器件性能：传热器件的热阻、效率、流动阻力等。
1.理解基本概念：温度、压力、体积、能量、功、热量等的概念和关系。
2.强化热力学基本定律：热力学第一定律和第二定律的应用，能量转化与传递的分析。
3.熟悉状态方程：理想气体方程等的使用，相变的特性和计算方法。
4.学会评价热力学性能：热力学循环的性质和效率计算，热力学性能分析的方法。
5.掌握传热方式和模型：传热方式的概念和特点，热传导、对流传热和辐射传热的数学模型。
6.熟练计算传热换热系数：热传导、对流传热和辐射传热的传热换热系数的计算方法。
7.理解传热过程中的复合传热：热传导与热对流的复合传热的分析和计算方法。
8.增强对传热器件性能的认识：传热器件性能评价的指标和计算方法。
在复习过程中，可以通过阅读教材和相关的参考书籍深入学习热力学和传热学的理论知识。
同时，要结合例题和习题进行练习，加强对概念和公式的运用和理解。
此外，可以通过查找工程实例和实验数据来应用所学知识，加深对热力学和传热学的认识和理解。
工程热力学复习资料工程热力学复习资料工程热力学是工程学中的重要学科，它研究能量转换和传递的基本原理，对于工程领域的学生来说，掌握热力学的基本概念和原理是非常重要的。
在这篇文章中，我们将回顾一些工程热力学的基本知识，并提供一些复习资料。
热力学是研究能量转换和传递的学科，它的基本概念包括能量、热量、功和热力学系统等。
能量是物质具有的能够产生变化和引起工作的属性，它可以以多种形式存在，如热能、机械能、电能等。
热量是能量的一种形式，它是由于温度差异而引起的能量传递。
功是由力对物体做的功，它是能量的一种转化形式。
热力学系统是指被研究的物质或物体，它可以是封闭系统、开放系统或孤立系统。
在热力学中，有一些基本定律和原理需要掌握。
其中之一是热力学第一定律，它是能量守恒定律的具体表述。
根据热力学第一定律，能量既不能被创造也不能被销毁，只能从一种形式转化为另一种形式。
热力学第二定律是关于能量转化方向的定律，它指出热量只能从高温物体传递到低温物体，而不能反向传递。
此外，热力学第三定律是关于温度的定律，它指出在绝对零度时，所有物质的熵为零。
工程热力学中还有一些重要的概念和循环过程需要了解。
例如，热力学循环是指一系列能量转化的过程，如卡诺循环和布雷顿循环等。
这些循环过程在能源转换和工程设计中起着重要作用。
此外，还有一些热力学性质需要熟悉，如温度、压力、体积和熵等。
这些性质在工程计算和分析中经常用到。
为了更好地复习工程热力学，我们可以参考一些经典的教材和学习资料。
例如，《工程热力学》是一本经典的教材，它详细介绍了热力学的基本概念和原理，并提供了丰富的例题和习题。
此外，还有一些在线教育平台提供了热力学的课程和学习资源，如Coursera和edX等。
这些资源可以帮助我们更好地理解和掌握工程热力学的知识。
在复习过程中，我们可以通过做习题来加深对热力学知识的理解。
习题可以帮助我们巩固概念和原理，并提供实际应用的机会。
此外，还可以参考一些热力学的应用案例和工程实例，了解热力学在工程领域中的应用和意义。
第二篇 传热学第八章 热量传递的基本方式热量传递有三种基本方式:热传导，热对流，热辐射。
8－1 热传导在物体内部或相互接触的物体表面之间，由于分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象。
大平壁的一维稳态导热特点：1.平壁两表面维持均匀恒定不变温度；2.平壁温度只沿垂直于壁面的方向发生变化；3.平壁温度不随时间改变；4.热量只沿着垂直于壁面的方向传递。
【热流量】：单位时间导过的热量,Wδλ21w w t t A -=Φ λ: 材料的【热导率（导热系数）】：表明材料的导热能力，W/(m·K)。
【热流密度】 q :单位时间通过单位面积的热流量δλ21w w t t A q -=Φ=λλδλR t t A t t t t A w w w w w w 212121-=-=-=ΦλδλA R =称为平壁的【导热热阻】，表示物体对导热的阻力，单位为K/W 。
8－2 热对流热对流:由于流体的宏观运动使不同温度的流体相对位移而产生的热量传递现象。
【对流换热】:流体与相互接触的固体表面之间的热量传递现象，是导热和热对流两种基本传热方式共同作用的结果。
【牛顿冷却公式】:Φ = Ah (t w – t f ) q = h (t w – t f )h 称为对流换热的【表面传热系数】（习惯称为对流换热系数），单位为W/(m 2⋅K)。
【对流换热热阻：】hf w f w f w R t t Ah t t t t Ah -=-=-=Φ1)(Ah R h 1=称为对流换热热阻，单位为 W/K 。
表面传热系数的影响因素：h 的大小反映对流换热的强弱，与以下因素有关：（1）流体的物性（热导率、粘度、密度、比热容等）；（2）流体流动的形态（层流、紊流）；（3）流动的成因（自然对流或受迫对流）；（4）物体表面的形状、尺寸；（5）换热时流体有无相变（沸腾或凝结）。
8－3 热辐射辐射现象的两种理论 电磁理论与量子理论 电磁波的数学描述：v c λ=c — 某介质中的光速, n c c 0=80103⨯=c m/s 为真空中的光速;n 为介质的折射率。
λ — 波长, 常用μm 为单位, 1μm = 10-6 m 。
ν — 频率, 单位 1/s 。
电磁波的波谱：γ 射线：λ < 5×10-5 μmX 射线： 5×10-7 < λ < 5×10-2 μm紫外线： 4×10-3 < λ < 0.38 μm可见光： 0.38 < λ < 0.76 μm红外线： 0.76 < λ < 103 μm无线电波： λ > 103 μm微波： 103<λ < 106 μm微波炉就是利用微波加热食物，因微波可穿透塑料、玻璃和陶瓷制品，但会被食物中水分子吸收，产生内热源，使食品均匀加热。
【热辐射】由于物体内部微观粒子的热运动而使物体向外发射辐射能的现象。
日常生活热辐射的波长主要在0.1μm 至100μm 之间,包括部分紫外线、可见光和部分红外线三个波段。
热辐射的主要特点：（1）所有温度大于0 K 的物体都具有发射热辐射的能力，温度愈高，发射热辐射的能力愈强。
（2）所有实际物体都具有吸收热辐射的能力，（3）热辐射不依靠中间媒介，可以在真空中传播；（4）物体间以热辐射的方式进行的热量传递是双向的。
【辐射换热】：以热辐射的方式进行的热量交换。
辐射换热的主要影响因素：（1）物体本身的温度、表面辐射特性； （2）物体的大小、几何形状及相对位置。
8－4 传热过程（1）左侧的对流换热1111111111)(Rh t t Ah t t t t Ah f w f w f w -=-=-=Φ（2）平壁的导热λλδδλR t t A t t t t A w w w w w w 212121-=-=-=Φ（3）右侧的对流换热2222222211)(Rh t t Ah t t t t Ah f w f w f w -=-=-=Φ在稳态情况下，以上三式的热流量相同，可得k f f h h f f f f R t t R R R t t Ah A Ah t t 212121212111-=++-==+-=Φλλδ式中21h h k R R R R ++=λ，R k称为【传热热阻】。
【传热系数】 21111h h k ++=λδ 单位为W/(m 2·K)通过单位面积平壁的【热流密度】为 21212111)(h h t t t t k q f f f f ++-=-=λδ第九章导热9-1导热理论基础1. 导热的基本概念（1）【温度场】在 时刻，物体内所有各点的温度分布称为该物体在该时刻的温度场。
一般温度场是空间坐标和时间的函数。
【非稳态温度场】：温度随时间变化的温度场，其中的导热称为非稳态导热。
【稳态温度场】：温度不随时间变化的温度场，其中的导热称为稳态导热。
t =f (x,y,z) 0一维温度场t =f(x,τ) t =f (x)二维温度场t =f(x,y,τ) t = f(x,y)三维温度场t =f (x,y,z,) t =f(x,y,z)（2）等温面与等温线在同一时刻，温度场中温度相同的点连成的线或面称为等温线或等温面。
等温面上任何一条线都是等温线。
如果用一个平面和一组等温面相交, 就会得到一组等温线。
温度场可以用一组等温面或等温线表示。
等温面与等温线的特征：同一时刻，物体中温度不同的等温面或等温线不能相交；在连续介质的假设条件下，等温面（或等温线）或者在物体中构成封闭的曲面（或曲线），或者终止于物体的边界，不可能在物体中中断。
（3）温度梯度在温度场中，温度沿x方向的变化率(即偏导数)。
等温面法线方向的温度变化率最大，温度变化最剧烈。
gradt =（4）热流密度q =热流密度矢量的方向指向温度降低的方向。
在直角坐标系中，热流密度矢量可表示为q=j+k2. 导热的基本定律傅里叶定律，指出了导热热流密度矢量与温度梯度之间的关系。
对于各向同性物体, 付里叶定律表达式为q=-λgradt=-λn傅里叶定律表明, 导热热流密度的大小与温度梯度的绝对值成正比，其方向与温度梯度的方向相反。
标量形式的付里叶定律表达式为：q=-λ对于各向同性材料, 各方向上的热导率 相等。
傅里叶定律的适用条件：（1）傅里叶定律只适用于各向同性物体。
对于各向异性物体，热流密度矢量的方向不仅与温度梯度有关,还与热导率的方向性有关, 因此热流密度矢量与温度梯度不一定在同一条直线上。
（2）傅立叶定律适用于工程技术中的一般稳态和非稳态导热问题，对于极低温（接近于0K）的导热问题和极短时间产生极大热流密度的瞬态导热过程, 如大功率、短脉冲(脉冲宽度可达10-12～10-15s)激光瞬态加热等, 傅立叶定律不再适用。
3.热导率（导热系数）热导率物质导热能力的大小。
根据傅里叶定律表达式, λ=物质的热导率在数值上具有下述特点:(1) 对于同一种物质, 固态的热导率值最大,气态的热导率值最小；(2)一般金属的热导率大于非金属的热导率；(3)导电性能好的金属, 其导热性能也好；(4)纯金属的热导率大于它的合金；(5)对于各向异性物体, 热导率的数值与方向有关；(6)对于同一种物质, 晶体的热导率要大于非定形态物体的热导率。
温度对热导率的影响：纯金属的热导率随温度的升高而减小。
一般合金和非金属的热导率随温度的升高而增大。
大多数液体（水和甘油除外）的热导率随温度的升高而减小。
纯金属的热导率随温度的升高而减小。
在工业和日常生活中常见的温度范围内, 绝大多数材料的热导率可以近似地认为随温度线性变化, 表示为：λ=，λ0为按上式计算的0℃下的热导率值保温材料（或称绝热材料）：用于保温或隔热的材料。
国家标准规定，温度低于350℃时热导率小于0.12 W/(m⋅K)的材料称为【保温材料】多孔材料的热导率随温度的升高而增大。
多孔材料的热导率与密度和湿度有关。
一般情况下密度和湿度愈大，热导率愈大。
α=称为热扩散率,也称导温系数,单位为m2/s。
其大小反映物体被瞬态加热或冷却时温度变化的快慢。
典型材料热导率的数值范围纯金属50--415 W/m·K合金12--120 W/m·K非金属固体1--40 W/m·K液体(非金属)0.17--0.7 W/m·K绝热材料0.03--0.12 W/m·K气体0.007--0.17 W/m·K4.导热问题的数学描述（数学模型）建立数学模型的目的：求解温度场 t =f(x,y,z,τ) 导热数学模型的组成：导热微分方程式+单值性条件（1）导热微分方程式的导出（2）依据：能量守恒和傅里叶定律。
假设：1）物体由各向同性的连续介质组成；2）有内热源，强度为Φ∙，表示单位时间、单位体积内的生成热，单位为W/m3。
步骤：1）根据物体的形状选择坐标系, 选取物体中的微元体作为研究对象；2）根据能量守恒, 建立微元体的热平衡方程式；3）根据傅里叶定律及已知条件, 对热平衡方程式进行归纳、整理，最后得出导热微分方程式。
单值性条件一般包括：几何条件、物理条件、时间条件、边界条件。
1)几何条件说明参与导热物体的几何形状及尺寸。
几何条件决定温度场的空间分布特点和分析时所采用的坐标系。
2)物理条件说明导热物体的物理性质, 例如物体有无内热源以及内热源的分布规律，给出热物性参数(λ、ρ、c、a等)的数值及其特点等。
3)时间条件说明导热过程时间上的特点, 是稳态导热还是非稳态导热。
对于非稳态导热, 应该给出过程开始时物体内部的温度分布规律（称为初始条件）：t=f(x,y,z)4)边界条件(a) 第一类边界条件=f x,y,z)(b) 第二类边界条件=-(c) 第三类边界条件-λ=h(-)目前应用最广泛的求解导热问题的方法:(1)分析解法;(2)数值解法;(3)实验方法。
这也是求解所有传热学问题的三种基本方法。
第十章对流换热1. 牛顿冷却公式Φ = A hq = h( t w－t f)h—整个固体表面的平均表面传热系数;t w—固体表面的平均温度;t f—流体温度，对于外部绕流，t f 取远离壁面的流体主流温度；对于内部流动，t f 取流体的平均温度。
2.对流换热的影响因素对流换热是流体的导热和对流两种基本传热方式共同作用的结果，主要有以下五个方面：(1)流动的起因：影响流体的速度分布与温度分布。
强迫对流换热自然对流换热一般的说，自然对流的流速较低，因此自然对流换热通常要比强迫对流换热弱，表面传热系数要小。
(2) 流动的状态层流：流速缓慢，流体分层地平行于壁面方向流动，垂直于流动方向上的热量传递主要靠分子扩散（即导热）。
