热工基础ppt教学教材
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热工基础(张学学)第一章.ppt
实际过程都是不可逆过程，如传热、混合、扩散、渗透、
溶解、燃烧、电加热等。
可逆过程是一个理想过程。可逆过程的条件：准平衡过 程＋无耗散效应。
17
1-5 功量与热量
1. 功量与示功图
(1) 膨胀功
工质在体积膨胀时所作 的功称为膨胀功。符号为W，
单位为J 或kJ。
对于微元可逆过程：
W pAdx pdV
功是过程量而不是状态量。
因此，微元功只能用δw表示， 而不能用dw表示。
19
2. 热量、熵与示热图
（1）热量
系统与外界之间依靠温差传递的能量称为热量，符号为 Q ，单位为J 或kJ。
单位质量工质所传递的热量用 q 表示，单位为 J/kg 或
kJ/kg。
热量正负的规定：系统吸热时q > 0；系统放热时q < 0 。 热量和功量都是系统与外界在相互作用的过程中所传递 的能量，都是过程量而不是状态量。
单位面积上所受到的垂直作用力（即压强）。单位为Pa （帕），1 Pa =1 N/m2 。
压力测量：
绝对压力 p；
大气压力 pb； 表压力 pe； 真空度 pv。
只有绝对压力 p 才是状态参数。 当绝对压力 p 高于大气压力 pb 时，有：p = pb + pe 当绝对压力 p 低于大气压力 pb 时，有：p = pb － pv
物质交换的系统。系统的容 积始终保持不变，也称为控 制容积系统。 （3）绝热系统：与外界没 有热量交换的系统。
（4）孤立系统：与外界既 无能量（功量、热量）交换 又无物质交换的系统。
进口
出口
4
1-2 平衡状态及基本状态参数
1. 平衡状态
（1）状态（热力状态）
溶解、燃烧、电加热等。
可逆过程是一个理想过程。可逆过程的条件：准平衡过 程＋无耗散效应。
17
1-5 功量与热量
1. 功量与示功图
(1) 膨胀功
工质在体积膨胀时所作 的功称为膨胀功。符号为W，
单位为J 或kJ。
对于微元可逆过程：
W pAdx pdV
功是过程量而不是状态量。
因此，微元功只能用δw表示， 而不能用dw表示。
19
2. 热量、熵与示热图
（1）热量
系统与外界之间依靠温差传递的能量称为热量，符号为 Q ，单位为J 或kJ。
单位质量工质所传递的热量用 q 表示，单位为 J/kg 或
kJ/kg。
热量正负的规定：系统吸热时q > 0；系统放热时q < 0 。 热量和功量都是系统与外界在相互作用的过程中所传递 的能量，都是过程量而不是状态量。
单位面积上所受到的垂直作用力（即压强）。单位为Pa （帕），1 Pa =1 N/m2 。
压力测量：
绝对压力 p；
大气压力 pb； 表压力 pe； 真空度 pv。
只有绝对压力 p 才是状态参数。 当绝对压力 p 高于大气压力 pb 时，有：p = pb + pe 当绝对压力 p 低于大气压力 pb 时，有：p = pb － pv
物质交换的系统。系统的容 积始终保持不变，也称为控 制容积系统。 （3）绝热系统：与外界没 有热量交换的系统。
（4）孤立系统：与外界既 无能量（功量、热量）交换 又无物质交换的系统。
进口
出口
4
1-2 平衡状态及基本状态参数
1. 平衡状态
（1）状态（热力状态）
热工基础PPT课件
第四节 流体静力学基本方程及其应用
一、静力学基本方程
1.方程式的推导 • 建模：一盛有静止液体的容器
• 受力分析 液柱所受的质量力只有重力
G= -mg=-hAg
表面力： 液柱上表面：-p0A 液柱下表面：pA
热工基础 高职高专 ppt 高等职业教育 课件
根据受力平衡有：
p Ap0AghA 0
化简得：
•计示压强会随大气压的变化而改变
• 绝对压强和计示压强的关系
热工基础 高职高专 ppt 高等职业教育 课件
绝对压强和相对压强的应用
属于流体的物性和状态的有关公式、计 算、资料数据等多采用绝对压强，例如 理想气体状态方程，饱和蒸汽压，汽轮 机主汽门前的蒸汽参数，凝汽器或除氧 器参数等的压强值。
属于流体工程的强度、测试等有关压强 值多采用计示压强。例如计算受压容器 强度，管道附件公称压力，高压加热器 水侧压力，汽轮机调节和润滑油压，泵 与风机进出口压强等。
一部分是自由液面上的压强p0；另一部分是该点到
自由液面的单位面积上的液柱重量ρgh。当p0有变
化时，液体内部各点的压强也发生同样大小的变化， 这就是著名的帕斯卡原理，该原理在水压机、液压 传动等水利机械中得到广泛应用。
➢ 在重力作用下的静止液体中，静压强随深度按线性 规律变化，即随深度的增加，压强值成正比增大。
• 互不掺混的两种液体的分界面，如水和水
银等。
气 水
液
水银
热工基础 高职高专 ppt 高等职业教育 课件
例2-1 判断连通器中的等压面
油 水
Ⅲ
Ⅲ
9 10 11
Ⅱ5
Ⅱ
6
7
8
Ⅰ 1
Ⅰ
2
3
一、静力学基本方程
1.方程式的推导 • 建模：一盛有静止液体的容器
• 受力分析 液柱所受的质量力只有重力
G= -mg=-hAg
表面力： 液柱上表面：-p0A 液柱下表面：pA
热工基础 高职高专 ppt 高等职业教育 课件
根据受力平衡有：
p Ap0AghA 0
化简得：
•计示压强会随大气压的变化而改变
• 绝对压强和计示压强的关系
热工基础 高职高专 ppt 高等职业教育 课件
绝对压强和相对压强的应用
属于流体的物性和状态的有关公式、计 算、资料数据等多采用绝对压强，例如 理想气体状态方程，饱和蒸汽压，汽轮 机主汽门前的蒸汽参数，凝汽器或除氧 器参数等的压强值。
属于流体工程的强度、测试等有关压强 值多采用计示压强。例如计算受压容器 强度，管道附件公称压力，高压加热器 水侧压力，汽轮机调节和润滑油压，泵 与风机进出口压强等。
一部分是自由液面上的压强p0；另一部分是该点到
自由液面的单位面积上的液柱重量ρgh。当p0有变
化时，液体内部各点的压强也发生同样大小的变化， 这就是著名的帕斯卡原理，该原理在水压机、液压 传动等水利机械中得到广泛应用。
➢ 在重力作用下的静止液体中，静压强随深度按线性 规律变化，即随深度的增加，压强值成正比增大。
• 互不掺混的两种液体的分界面，如水和水
银等。
气 水
液
水银
热工基础 高职高专 ppt 高等职业教育 课件
例2-1 判断连通器中的等压面
油 水
Ⅲ
Ⅲ
9 10 11
Ⅱ5
Ⅱ
6
7
8
Ⅰ 1
Ⅰ
2
3
热工基础与应用PPT课件
SUN
缺氧
O3
雾Smog
第9页/共39页
第二节 热能的合理 利用
第10页/共39页
能源转换利用的关系
生物质
风 能
水 能
化 学 能
燃
料 电 池
风 车
水 轮 机
水 车
燃 烧
核 能
聚裂 变变
热
地太
热
阳
一次能源
能 能 (天然存在)
利 用
光转 热换
光 电
转
能 90%
换
机 械 能 热机
发电 电动 机机
直接利用
• 通过大量的实验和观察总结出基本规律，再以基本规律为依据，经过严密的 逻辑推导，导出描述物质性质的宏观物理量之间的普遍关系及其他一些重要 推论。
• 由于热力学基本定律是无数经验的总结，因而具有高度的可靠性和普遍性。 • 但是，宏观研究不涉及物质的微观结构，因此不能解释热现象的本质。
第32页/共39页
• 热能与机械能转换的基本原理与规律——热力学第一定律和热力学第二定 律。
• 工质的基本性质 • 热力过程与热力循环
第31页/共39页
• 工程热力学的主要研究方法是宏观方法。 • 特点：
• 不考虑物质的微观结构，把物质视为一个宏观的连续的整体，并且用宏观物 理量（如：压力、温度、体积、质量）对其状态进行描述。
第一节 自然界的能 源
及其利用
第1页/共39页
能源的概念与分类
• 能源 (Energy Sources) • 提供能量（Energy）和动力（power）的物质资源。
• 分类： • 来源 • 形态：一次能源、二次能源 • 使用程度和技术 • 污染程度 • 性质：含能体能源、过程性能源
热工基础课件及答案讲解(PPT文档)
问题: 能量是否还有其它的传递方式?
33
观察下面的过程,看热能是如何转换为功的
气缸
活塞
飞轮
热 源
工质、机器和热源组成的系统
假设过程是可逆的。 问题：过程可逆的条件是什么？
34
气缸
可逆过程模拟
活塞
飞轮
热 源
左止点
p
1
v
35
气缸
活塞
续4飞1 轮
热 源
左止点
p
1
2
v
36
气缸
热 源
左止点
p
1
续4飞1 轮
第二章 热力学第一定律
教学目标：使学生深入理解并熟练掌握热力学第一定律 的内容和实质，能将工程实际问题建立热力学模型。 知识点：理解和掌握热力学第一定律基本表达式——基 本能量方程；理解和掌握闭口系、开口系和稳定流动能 量方程及其常用的简化形式；掌握能量方程的内在联系 与共性，热变功的实质。 能力点：培养学生正确、灵活运用基本能量方程，对工 程实际中的有关问题进行简化和建立模型的能力。培养 学生结合系统的特点推导出闭口系、开口系及稳定流动 过程能量方程的逻辑思维能力和演绎思维能力。 1
?进入系统的能量qdvpde???2??111cvdeiwdvpde?22?离开系统的能量?控制容积系统储存能量的增加量57cvidewdvpdeqdvpde??????222111??icvwdvpdedvpdedeq????????111222进入系统的能量离开系统的能量系统储存能量的增加量pvuhgzcuemvvmeef???????212?58iffcvwmgzchmgzchdeq????????????????????????????112112222222此式为开口系能量方程的一般表达式????????????????2f2f?进出系统的工质有若干股则方程为
33
观察下面的过程,看热能是如何转换为功的
气缸
活塞
飞轮
热 源
工质、机器和热源组成的系统
假设过程是可逆的。 问题：过程可逆的条件是什么？
34
气缸
可逆过程模拟
活塞
飞轮
热 源
左止点
p
1
v
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气缸
活塞
续4飞1 轮
热 源
左止点
p
1
2
v
36
气缸
热 源
左止点
p
1
续4飞1 轮
第二章 热力学第一定律
教学目标：使学生深入理解并熟练掌握热力学第一定律 的内容和实质，能将工程实际问题建立热力学模型。 知识点：理解和掌握热力学第一定律基本表达式——基 本能量方程；理解和掌握闭口系、开口系和稳定流动能 量方程及其常用的简化形式；掌握能量方程的内在联系 与共性，热变功的实质。 能力点：培养学生正确、灵活运用基本能量方程，对工 程实际中的有关问题进行简化和建立模型的能力。培养 学生结合系统的特点推导出闭口系、开口系及稳定流动 过程能量方程的逻辑思维能力和演绎思维能力。 1
?进入系统的能量qdvpde???2??111cvdeiwdvpde?22?离开系统的能量?控制容积系统储存能量的增加量57cvidewdvpdeqdvpde??????222111??icvwdvpdedvpdedeq????????111222进入系统的能量离开系统的能量系统储存能量的增加量pvuhgzcuemvvmeef???????212?58iffcvwmgzchmgzchdeq????????????????????????????112112222222此式为开口系能量方程的一般表达式????????????????2f2f?进出系统的工质有若干股则方程为
《热工基础》绪论PPT
年 中国 世界先进
g / kW. h
1960 1970 600 502
1980 1991 1997 448 424 408
2006 366 305
600 500 400 300 200 100 0 1960 1970 1980 1991 1997 2006 中国 世界先进
二Hale Waihona Puke 火力发电厂生产过程火力发电厂: 利用燃料燃烧放热生产电能的工厂
风 能
风 车
水 力 能
水水 力 车机 械
化 学 能
核 能
燃 裂 聚 烧 变 变
地 热 能
传 热
太 阳 能
光 热 光 电 反 应
热
热 机
温 差 发 电
能 (95%)
磁 流 体 发 电 热 用 户
机 械 能
发 电 机
电 动 机
电
能
太 阳 能 发 电
秦 山 核 电 站
西 藏 羊 八 井 地 热 发 电 站
《热工基础及应用》
课 程 性 质
岗位群
火电厂集控运行值班员、巡视员
专业
火电厂集控运行
课程
热工基础及应用(职业能力核心课程)
本课程为火电厂集控运行专业的职业能力核心课程，是针对大中型火力发
电厂运行与管理等岗位职业能力培养而设置的课程，旨在为大中型火电厂培 养具有运行操作基本技能、确保热力设备安全、经济运行的高素质技能型专 门人才。
传热过程是由导热、热对流、
热辐射三种基本方式组合形 成的
三、本课程主要内容及研究方法
（二）热工学主要研究方法
宏观方法为主，微观方法为辅
①宏观方法:即不考虑物质的微观结构，而是
从宏观现象出发来描述客观规律。用宏观物理量
g / kW. h
1960 1970 600 502
1980 1991 1997 448 424 408
2006 366 305
600 500 400 300 200 100 0 1960 1970 1980 1991 1997 2006 中国 世界先进
二Hale Waihona Puke 火力发电厂生产过程火力发电厂: 利用燃料燃烧放热生产电能的工厂
风 能
风 车
水 力 能
水水 力 车机 械
化 学 能
核 能
燃 裂 聚 烧 变 变
地 热 能
传 热
太 阳 能
光 热 光 电 反 应
热
热 机
温 差 发 电
能 (95%)
磁 流 体 发 电 热 用 户
机 械 能
发 电 机
电 动 机
电
能
太 阳 能 发 电
秦 山 核 电 站
西 藏 羊 八 井 地 热 发 电 站
《热工基础及应用》
课 程 性 质
岗位群
火电厂集控运行值班员、巡视员
专业
火电厂集控运行
课程
热工基础及应用(职业能力核心课程)
本课程为火电厂集控运行专业的职业能力核心课程，是针对大中型火力发
电厂运行与管理等岗位职业能力培养而设置的课程，旨在为大中型火电厂培 养具有运行操作基本技能、确保热力设备安全、经济运行的高素质技能型专 门人才。
传热过程是由导热、热对流、
热辐射三种基本方式组合形 成的
三、本课程主要内容及研究方法
（二）热工学主要研究方法
宏观方法为主，微观方法为辅
①宏观方法:即不考虑物质的微观结构，而是
从宏观现象出发来描述客观规律。用宏观物理量
热工基础单元PPT学习教案
计量：铂电阻温度计 Platinum 34 第33页/共52页
2021/7/2
34
基本状态参数
压力 p、温度 T、比容 v （容易测量）
3、比容 v
v V [m3/kg] m
工质聚集的疏密程度
v 1
物理上常用密度density [kg/m3]
35
第34页/共52页
2021/7/2
35
二、热力过程及参数坐标图
微观：衡量分子平均动能的量度
T 0.5 m w 2
对气体：
BT = 0.5mw2
2021/7/2
第27页/共52页
28 28
温度的热力学定义
热力学第零定律（R.W. Fowler in 1931）
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。
2021/7/2
温度测量的 理论基础 B 温度计
1bar = 105 Pa
1 MPa = 106 Pa
1 atm = 760 mmHg = 1.013105 Pa
1 mmHg = 133.3 Pa
1 at = 1 kgf/cm2 = 9.80665104 Pa
23
第22页/共52页
2021/7/2
23
压力p测量
绝对压力与环境压力的相对值 ——相对压力
如 质量m、容积 V、内能 U、焓 H、熵S
比参数： v V
m
uU m
h H m
s S m
比容 比内 比焓 比熵 能
单位：/kg 核/k动m力装o置l研究所具有强度参数的性20质
第19页/共52页
2021/7/2
20
强度参数与广延参数
速度 （强） Velocity
2021/7/2
34
基本状态参数
压力 p、温度 T、比容 v （容易测量）
3、比容 v
v V [m3/kg] m
工质聚集的疏密程度
v 1
物理上常用密度density [kg/m3]
35
第34页/共52页
2021/7/2
35
二、热力过程及参数坐标图
微观：衡量分子平均动能的量度
T 0.5 m w 2
对气体：
BT = 0.5mw2
2021/7/2
第27页/共52页
28 28
温度的热力学定义
热力学第零定律（R.W. Fowler in 1931）
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。
2021/7/2
温度测量的 理论基础 B 温度计
1bar = 105 Pa
1 MPa = 106 Pa
1 atm = 760 mmHg = 1.013105 Pa
1 mmHg = 133.3 Pa
1 at = 1 kgf/cm2 = 9.80665104 Pa
23
第22页/共52页
2021/7/2
23
压力p测量
绝对压力与环境压力的相对值 ——相对压力
如 质量m、容积 V、内能 U、焓 H、熵S
比参数： v V
m
uU m
h H m
s S m
比容 比内 比焓 比熵 能
单位：/kg 核/k动m力装o置l研究所具有强度参数的性20质
第19页/共52页
2021/7/2
20
强度参数与广延参数
速度 （强） Velocity
热工基础基本概念ppt课件
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。
（温度计测温的基本原理）
精选ppt
1.3 热力学状态及基本状态参数
(2) 温度T——温标
• 摄氏温标Celsius scale (Swedish, A. Celsius, 1701-1744）
• 热力学温标（绝对温标）Kelvin scale （Britisher, L. Kelvin, 1824-1907）
固定、活动
真实、虚构
fixed 、 movable
real 、 imaginary
边界的特精选p性pt
1.2 热力系统
分类：
(1) 闭口系统：只有能量交换，而无质量交换 (2) 开口系统：有能量交换，也有质量交换。 (3) 绝热系统：无热量交换。 (4) 孤立系统：既无能量交换，又无质量交换。
张小军20150303basisheatenergyengineering水电站太阳能热水器太阳能电动汽车能源转换利用的关系一次能源天然存在二次能源能energysaving节能是近年来的基本国策开发和节约幵重节能任重道远是我们的责任热机高温热源低温热源动力循环简图热效率thermalefficiency热机种类heatengin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energyefficiency吨煤吨合成氨总利用率中国日本热工学是重要的丏业基础课热工学是机械工程类丏业开设的必修课程
热工学
Basis of Heat Energy Engineering
张小军
2015-03-03
精选ppt
能源转换利用的关系
风 能
水 能
（温度计测温的基本原理）
精选ppt
1.3 热力学状态及基本状态参数
(2) 温度T——温标
• 摄氏温标Celsius scale (Swedish, A. Celsius, 1701-1744）
• 热力学温标（绝对温标）Kelvin scale （Britisher, L. Kelvin, 1824-1907）
固定、活动
真实、虚构
fixed 、 movable
real 、 imaginary
边界的特精选p性pt
1.2 热力系统
分类：
(1) 闭口系统：只有能量交换，而无质量交换 (2) 开口系统：有能量交换，也有质量交换。 (3) 绝热系统：无热量交换。 (4) 孤立系统：既无能量交换，又无质量交换。
张小军20150303basisheatenergyengineering水电站太阳能热水器太阳能电动汽车能源转换利用的关系一次能源天然存在二次能源能energysaving节能是近年来的基本国策开发和节约幵重节能任重道远是我们的责任热机高温热源低温热源动力循环简图热效率thermalefficiency热机种类heatengin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energyefficiency吨煤吨合成氨总利用率中国日本热工学是重要的丏业基础课热工学是机械工程类丏业开设的必修课程
热工学
Basis of Heat Energy Engineering
张小军
2015-03-03
精选ppt
能源转换利用的关系
风 能
水 能
热工基础PPT 第一章 基本概念
������������������
状态参数是状态的单值函数，值取决于工质所处 状态，与过程无关
设x为任意状态参数，则
������2 ������1
������������ = ������2 − ������1 ,
������������ = 0
若x = f(y, z)，则可得 ������������ ������������ ������������ = ������������ + ������������ ������������ ������������ 状态参数的积分与路径,状态参数 的微量是一个全微分
比体积和密度(v，ρ) ������ = ������ =
������ ������ ������ ������
������������/������3 ������3 /������������
密度单位体积内物质的质量
比体积指的是单位质量的物质所占的体积
比体积是一个状态参数，则密度肯定也是工质的一个状态
绝热 pm
pout
分析：(1)该系统满足弛豫时间短的条件； (2)设过程进行时 a. 无摩擦(无耗散效应)； b. 没有压差(无势差损失)。
3.可逆条件
(1) 系统内外要随时处于力平衡和热平衡；
(2) 弛豫时间短； (3) 没有耗散效应 。
结论：可逆过程=没有耗散效应的v
1.2 状态参数 1.3 平衡状态 1.4 准静态过程及可逆过程 1.5 功和热量
系统中各处压力、温度均匀一致的状态，称为平衡状态。
当系统处于平衡状态的时候，系统中所有的状态参数都有
确定的数值，并且是一个定值。只有处于平衡状态的系统，
它的所有状态参数才会有确定的数值。
南京工程学院热工基础PPT
p pb p v
T (K) t (C) 273.15
ds qre T
h u pv
基本概念（续）
热 准平衡（静态） p 0 , T 0 ( 0) 过程： 力 线： 过 程 可逆过程： 定义 实现：准平衡+无耗散
可逆 计算： w 1 过程 面： 的功 量、 热量 图示：
q1 q2 wnet
代价
T2 T1
代价
q2
T1 T2
等温线与等熵线的交点
q2
wnet q1 q2
二、第二定律的两种典型表述
1.克劳修斯叙述——热量不可能自发地不花代价地从低温物体传向 高温物体。 2.开尔文-普朗克叙述——不可能制造循环热机，只从一 个热源吸热 ，将之全部转化为功，而不在外界留下任何影响。 3.第二定律各种表述是等效的
dh du d u pv du c p cV dT dT d u RgT du Rg dT
迈耶公式
c p cV Rg
四、分析
1) cp与cV均为温度函数,但cp–cV恒为常数：Rg 2) (理想气体)cp恒大于cV 其它呢？
第四章
气体的热力过程
热工基础
——复习与总结
热工基础是研究热能利用的基 本原理和应用，以提高热能利 用经济性的一门学科。 基础理论
热工基础与应用
工程应用
热 能 转 换 的 基 本 理 论
基 本 概 念 基 本 定 律
点： 系统
线： 热力过程
面： 可逆过程与循环的功量、热量 热力学第一定律 热力学第二定律 理想气体的热力性质与过程
2
pdv
wt - vd p
1
T (K) t (C) 273.15
ds qre T
h u pv
基本概念（续）
热 准平衡（静态） p 0 , T 0 ( 0) 过程： 力 线： 过 程 可逆过程： 定义 实现：准平衡+无耗散
可逆 计算： w 1 过程 面： 的功 量、 热量 图示：
q1 q2 wnet
代价
T2 T1
代价
q2
T1 T2
等温线与等熵线的交点
q2
wnet q1 q2
二、第二定律的两种典型表述
1.克劳修斯叙述——热量不可能自发地不花代价地从低温物体传向 高温物体。 2.开尔文-普朗克叙述——不可能制造循环热机，只从一 个热源吸热 ，将之全部转化为功，而不在外界留下任何影响。 3.第二定律各种表述是等效的
dh du d u pv du c p cV dT dT d u RgT du Rg dT
迈耶公式
c p cV Rg
四、分析
1) cp与cV均为温度函数,但cp–cV恒为常数：Rg 2) (理想气体)cp恒大于cV 其它呢？
第四章
气体的热力过程
热工基础
——复习与总结
热工基础是研究热能利用的基 本原理和应用，以提高热能利 用经济性的一门学科。 基础理论
热工基础与应用
工程应用
热 能 转 换 的 基 本 理 论
基 本 概 念 基 本 定 律
点： 系统
线： 热力过程
面： 可逆过程与循环的功量、热量 热力学第一定律 热力学第二定律 理想气体的热力性质与过程
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18
活塞，汽轮机，火箭引擎 Piston, Gas Turbine & Rocket Engines
19
热电厂 Power Plants
20
Air Conditioning
21
能量转换装置工作过程简介
1、蒸汽动力装置 2、内燃机
22
在这个循环过程中，为什么要有一个放 热的过程？
如果设有放热过程它不是能更好地利用 能源吗？
三个守恒方程是指质量守恒方程、能量守恒方程 和熵守恒方程等,这是热工分析计算的基础;
27
四个热力过程指的是定温、定压、定容和绝热等 四个基本热力过程。包括过程的特点、过程中状 态参数的变化、热量和功量(机械功)的转化情况 等;
在实际的能量转换过程中，转换的效率不可能达 到100%，工程热力学所要研究的就是怎样使这个 效率达到最大，以更好地利用热能。
26
内容： “一种工质、两个基本定律、三个守 恒方程、四个热力过程、五方面应用”
一种工质是指理想气体,包括理想气体的定义、性 质、状态参数、状态方程等;
两个基本定律是热力学第一定律和第二定律,包括 了定律的定性和定量表达及有关应用等;
和破坏力非常大，每年因污染造成的经济损 失在1000亿元以上
能源供需矛盾十分突出
节能 7
热能的利用
能量的利用过程，实质上是能量的传递与转换过程。*
燃料电池
氢、酒精等二次能源
电能
机械能 辐射能
光电池
发电机
机械 风能、水能、海洋能
机械能
热能 直接利用
煤、石油、天然气
核能
核反应
燃烧 集热器
热机 90％
热 能 直接利用
3
0-1 能量与能源 能量
能量是物质运动的度量。 世界是由物质构成的，一切物质都处于 运动状态，所以一切物质都具有能量。
能量是人类社会进步的动力。
4
能量的主要形式 :
机械能 : 物体的动能与势能； 热能 ：物质分子热运动动能与位能之和，即不涉
及化学变化和核反应的热力学能，也称为内 热能；
电能 ：与电荷的运动和积蓄有关的能量； 化学能 ：通过化学反应释放的能量； 核能 ：通过核反应释放的能量； 辐射能 ：物体以电磁波的形式发射的能量。
10
热力学涉及领域
Combustion systems 燃烧系统
Power production — engines, power plants, etc. 动力的产生——发动机，电厂等。
Propulsion systems — aircraft, rockets, etc. 驱动系统——航行器，火箭等。
燃烧
太阳能 光合作用
生物质能 食物利用
8
热能的利用
两种基本方式
直接利用：将热能直接用于加热物体 如：烘干、蒸煮、采暖、熔化等等；
间接利用：将热能转变为其它形式的能 * 如：热能向机械能的转换 热能向机械能转换后再由机械能转换为电能 热能向电能直接转换
9
0－2 热工基础的研究内容
1.工程热力学的研究内容与研究方法 2.传热学的研究内容与研究方法
16
Transportation- Automobiles
17
Aviation: 1900
The world’s first power-driven, controlled and sustained flight invented and built by Wilbur and Orville Wright flown by them at Kitty Hawk, North Carolina December 17, 1903 .They opened the era of aviation.
HVAC — refrigeration systems, heat pumps, etc. 供热通风与空调工程——制冷系统，热泵等
Cryogenics — gas separation and liquefaction 低温——气体分离及液化
Biomedical applications 生物医学应用
Alternative energy systems — fuel cells, solar heating, geothermal, wind energy, ocean thermal, etc. 可再生能源的利用——燃料电池，太阳能加热系 统，地热系统，风能，海洋能等等
11
Fluid compression and movement — fans, pumps, compressors, etc. 流体压缩和运动——风机，泵，压缩机等
5
能源
定义：人类采用各种手段获取各类能量的物 质资源
分类：非再生能源（耗竭能源） 再生能源（非耗竭能源）
6
ห้องสมุดไป่ตู้
我国能源现状
集中在非再生能源的有效利用上 能源资源蕴藏量和产量居世界第3位 人均占有：世界平均值的1/4，
工业发达国家的1/15～1/20 中国能源开发利用过程中对生态环境的压力
12
Steam Power
13
14
Transportation- Rail Road
15
Transportation- Automobiles
The first car that ever mastered a drive was built by the German engineer and inventor Carl Benz in 1885 .
热工基础
张学学 编著 石油工程学院流体热工教研室
贾敏
1
热工理论基础包括
工程热力学 (Engineering Thermodynamics) 研究热能的性质；热能与机械能以及其它
形式能量之间的相互转换规律 传热学 (Heat Transfer)
研究热量传递的规律
如何有效利用热能
2
绪论
0-1 能量与能源 0-2 热工基础的研究内容
这将是一个工程热力学研究的问题。
工程热力学重点研究热能转换成机械 能的过程
24
内燃机
热力过程 压 ： 缩 火 进 花 气 点 燃 火 烧 膨胀 作 排功 能量转换： 热 燃 能 料 机化 械学 能能
25
热能动力装置的特点
从能量转换的角度分析，具有以下几个特点： 1．需要有某些物质作为工质，协助能量转换的 实施； 2．依靠工质膨胀作功产生动力； 3．工质从热源吸收的热能中，只有一部分转换 为功，其余的部分放给冷却水或大气。
活塞，汽轮机，火箭引擎 Piston, Gas Turbine & Rocket Engines
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热电厂 Power Plants
20
Air Conditioning
21
能量转换装置工作过程简介
1、蒸汽动力装置 2、内燃机
22
在这个循环过程中，为什么要有一个放 热的过程？
如果设有放热过程它不是能更好地利用 能源吗？
三个守恒方程是指质量守恒方程、能量守恒方程 和熵守恒方程等,这是热工分析计算的基础;
27
四个热力过程指的是定温、定压、定容和绝热等 四个基本热力过程。包括过程的特点、过程中状 态参数的变化、热量和功量(机械功)的转化情况 等;
在实际的能量转换过程中，转换的效率不可能达 到100%，工程热力学所要研究的就是怎样使这个 效率达到最大，以更好地利用热能。
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内容： “一种工质、两个基本定律、三个守 恒方程、四个热力过程、五方面应用”
一种工质是指理想气体,包括理想气体的定义、性 质、状态参数、状态方程等;
两个基本定律是热力学第一定律和第二定律,包括 了定律的定性和定量表达及有关应用等;
和破坏力非常大，每年因污染造成的经济损 失在1000亿元以上
能源供需矛盾十分突出
节能 7
热能的利用
能量的利用过程，实质上是能量的传递与转换过程。*
燃料电池
氢、酒精等二次能源
电能
机械能 辐射能
光电池
发电机
机械 风能、水能、海洋能
机械能
热能 直接利用
煤、石油、天然气
核能
核反应
燃烧 集热器
热机 90％
热 能 直接利用
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0-1 能量与能源 能量
能量是物质运动的度量。 世界是由物质构成的，一切物质都处于 运动状态，所以一切物质都具有能量。
能量是人类社会进步的动力。
4
能量的主要形式 :
机械能 : 物体的动能与势能； 热能 ：物质分子热运动动能与位能之和，即不涉
及化学变化和核反应的热力学能，也称为内 热能；
电能 ：与电荷的运动和积蓄有关的能量； 化学能 ：通过化学反应释放的能量； 核能 ：通过核反应释放的能量； 辐射能 ：物体以电磁波的形式发射的能量。
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热力学涉及领域
Combustion systems 燃烧系统
Power production — engines, power plants, etc. 动力的产生——发动机，电厂等。
Propulsion systems — aircraft, rockets, etc. 驱动系统——航行器，火箭等。
燃烧
太阳能 光合作用
生物质能 食物利用
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热能的利用
两种基本方式
直接利用：将热能直接用于加热物体 如：烘干、蒸煮、采暖、熔化等等；
间接利用：将热能转变为其它形式的能 * 如：热能向机械能的转换 热能向机械能转换后再由机械能转换为电能 热能向电能直接转换
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0－2 热工基础的研究内容
1.工程热力学的研究内容与研究方法 2.传热学的研究内容与研究方法
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Transportation- Automobiles
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Aviation: 1900
The world’s first power-driven, controlled and sustained flight invented and built by Wilbur and Orville Wright flown by them at Kitty Hawk, North Carolina December 17, 1903 .They opened the era of aviation.
HVAC — refrigeration systems, heat pumps, etc. 供热通风与空调工程——制冷系统，热泵等
Cryogenics — gas separation and liquefaction 低温——气体分离及液化
Biomedical applications 生物医学应用
Alternative energy systems — fuel cells, solar heating, geothermal, wind energy, ocean thermal, etc. 可再生能源的利用——燃料电池，太阳能加热系 统，地热系统，风能，海洋能等等
11
Fluid compression and movement — fans, pumps, compressors, etc. 流体压缩和运动——风机，泵，压缩机等
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能源
定义：人类采用各种手段获取各类能量的物 质资源
分类：非再生能源（耗竭能源） 再生能源（非耗竭能源）
6
ห้องสมุดไป่ตู้
我国能源现状
集中在非再生能源的有效利用上 能源资源蕴藏量和产量居世界第3位 人均占有：世界平均值的1/4，
工业发达国家的1/15～1/20 中国能源开发利用过程中对生态环境的压力
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Steam Power
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14
Transportation- Rail Road
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Transportation- Automobiles
The first car that ever mastered a drive was built by the German engineer and inventor Carl Benz in 1885 .
热工基础
张学学 编著 石油工程学院流体热工教研室
贾敏
1
热工理论基础包括
工程热力学 (Engineering Thermodynamics) 研究热能的性质；热能与机械能以及其它
形式能量之间的相互转换规律 传热学 (Heat Transfer)
研究热量传递的规律
如何有效利用热能
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绪论
0-1 能量与能源 0-2 热工基础的研究内容
这将是一个工程热力学研究的问题。
工程热力学重点研究热能转换成机械 能的过程
24
内燃机
热力过程 压 ： 缩 火 进 花 气 点 燃 火 烧 膨胀 作 排功 能量转换： 热 燃 能 料 机化 械学 能能
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热能动力装置的特点
从能量转换的角度分析，具有以下几个特点： 1．需要有某些物质作为工质，协助能量转换的 实施； 2．依靠工质膨胀作功产生动力； 3．工质从热源吸收的热能中，只有一部分转换 为功，其余的部分放给冷却水或大气。