工程热力学总复习-PPT课件

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工程热力学总复习上课讲义89页PPT

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工程热力学总复习上课讲义
41、实际上,我们想要的不是针对犯 罪的法 律,而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民,就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律,法律受制于情 理。— —托·富 勒
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ,而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做,明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生,以及整个命运 的,只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。

(精品)工程热力学(全套467页PPT课件)

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从能源结构来看,2004年一次能源消费中,煤炭占 67.7%,石油占22.7%,天然气占2.6%,水电等占 7.0%;一次能源生产总量中,煤炭占75.6%,石油 占13.5%,天然气占3.0%,水电等占7.9%。
我国能源现状
据预测,目前中国主要能源煤炭、石油和天然气的储 采比分别为约80、15和50,大致为全球平均水平的 50%、40%和70%左右,均早于全球化石能源枯竭 速度。
工程热力学
Engineering Thermodynamics
绪论
工程热力学属于应用科学(工程科学) 的范畴,是工程科学的重要领域之一。
工程热力学 是一门研究热能有效利用及 热能和其 它形式能量转换规律的科学
工程热力学所属学科

工程热力学

传热学 Heat Transfer

流体力学 Hydrodynamics
工程热力学是节能的理论基础
能量转化的一般模式

次 能
热能

电能 机械能
问题:下面哪些是热机,哪些不是?
燃气轮机、蒸气机、汽车发动机、燃料电池、制冷机、 发电机、电动机
能量转化的一般模式
风 能

水 能
化 学 能
料 电 池
风 车
水 轮 机
水 车
燃 烧
核 能
聚裂 变变

生物质
地太 热阳 能能
利 光转 用 热换
大气压(at),毫米汞柱(mmHg),毫米水柱(mmH2O)
1 kPa = 103 Pa
1bar = 105 Pa
换 1 MPa = 106 Pa
算 关
1 atm = 760 mmHg = 1.013105 Pa

工程热力学课件ppt

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热力系统的环境影响评价
环境影响
环境影响是指人类活动对环境产生的各种影响,包括正面和负面 影响。
生命周期评价
生命周期评价是一种用于评估产品或服务在整个生命周期内对环境 的影响的方法。
热力系统的环境影响
热力系统在运行过程中会产生各种环境影响,如排放污染物、消耗 能源等。
可持续性与可再生能源在热力学中的应用
高效热力系统的研究与开发
高效热力系统设计
针对不同应用场景,研究开发高效热 力系统,如高效燃气锅炉、高效空调 系统等,通过优化系统结构和运行参 数,降低能耗和提高能效。
高效热力系统评估
建立和完善高效热力系统的评估体系 ,制定相关标准和规范,为实际应用 提供指导和依据。
热力学在可再生能源利用中的应用
热力学在工程中的应用
热力发动机
热力发动机原理
热力发动机利用燃料燃烧产生的 热能转化为机械能,通过活塞、 转子或涡轮等机构输出动力。
热力发动机类型
热力发动机有多种类型,如内燃 机、蒸汽机和燃气轮机等,每种 类型都有其特点和应用领域。
热力发动机效率
提高热力发动机效率是重要的研 究方向,通过优化设计、改善燃 烧过程和减少热量损失等方法可 以提高效率。
新型热力材料与技术
新型热力材料
随着科技的发展,新型热力材料不断涌现,如纳米材料、复合材料等,这些材料 具有优异的热物理性能和热力学特性,为热力系统的优化和能效提升提供了新的 可能性。
新型热力技术
新型热力技术如热管技术、热泵技术、热电技术等在工程热力学领域的应用越来 越广泛,这些技术能够实现高效能的热量传递和转换,提高能源利用效率。
要点二
详细描述
热力系数是衡量热力学系统转换效率的参数,表示系统输 出功与输入功的比值。它反映了系统转换能量的能力,是 评价系统性能的重要指标之一。热力效率是衡量系统能量 转换效率的参数,表示系统输出有用功与输入总功的比值 。它反映了系统在能量转换过程中的损失程度,也是评价 系统性能的重要指标之一。

工程热力学课件教学PPT

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qc wnet
h2
h1 h4
h3 h1
h4
T2
T1 T4
T3 T1 T4
1
1
1
1
T1 T2
T1
T2 T1
1
T3 T4
定比热—invariable specific heat capacity
12
空气压缩制冷循环特点
• 优点:工质无毒,无味,不怕泄漏。
• 缺点:
一.简介 3
冷却水 2
冷却器
膨胀机 4
冷藏室
压缩机 1
空气压缩制冷循环过程
四个主要部件;工质:空气
1 2 绝热压缩 p T 2 3 等压冷却 向环境放热,T
3 4 绝热膨胀 T <T1 (冷库)
4 1 等压吸热 T
T1
理想化处理:①理气; ②定化热; ③ 可逆;
p
3
4
P-v图和T-s图
T
2 3Βιβλιοθήκη 1 42T01 T2
1
v 2 绝热压缩
s
s
2 3 等压冷却 p
3 4 绝热膨胀 s
逆布雷登循环
4 1 等压吸热
p
二.制冷系数—the coefficient of performance(COP)
qc qc
wnet q1 qc
q1 h2 h3
qc h1 h4
wnet h2 h1 h3 h4 h2 h3 h1 h4
T
卡诺逆循环
q1T1
w
C
q1 w
q1 q1 q2
T1 T1 T0
T1不变, T0 εC
T0 qT2 2
T0不变, T1 εC

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另一种表述是,热量不可能自发地从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。
还有一种表述是,自然发生的热传递总是向着熵增加的方向进行,即系统总是向着熵增加的方向演化。
热力学第二定律的应用
01
在能源利用领域,热力学第二定律指导我们如何更有效地利用能源,避免能源 浪费。例如,在发电厂中,利用热力学第二定律可以优化蒸汽轮机的设计和运 行,提高发电效率。
热力学第二定律的实质
热力学第二定律的实质是揭示了自然界的不可逆性,即自然界的自发过程总是向着熵增加的方向进行 。这意味着自然界的能量转化和物质转化总是向着无序和混乱的方向发展,而不是向着有序和规则的 方向发展。
热力学第二定律的实质还表明了人类对自然界的干预和改造是有限制的,我们不能违背自然规律来无 限地利用能源和资源。因此,我们需要更加珍惜和合理利用自然界的能源和资源,以实现可持续发展 和环境保护的目标。
热力学第一定律的表述
01
热力学第一定律的表述是:能量既不能凭空产生,也不能凭空 消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体
传递给另一个物体。
02
热力学第一定律也可以表述为:在封闭系统中,能量守恒。
03
热力学第一定律也可以表述为:系统总能量的变化等于系 统与环境之间传递的热量和系统对外界所做的功之和。
制冷与空调技术
制冷与空调技术
制冷和空调技术是利用热力学原理实现热量转移和控制的工程技术。
制冷剂的选择
制冷剂是制冷和空调技术中的重要物质,需要具备适当的热力学性质 和环保性能。
制冷循环的类型
制冷循环有多种类型,如压缩式、吸收式和吸附式等,每种类型都有 其特定的应用场景。
空调系统的优化
为了提高空调系统的效率和降低能耗,需要对空调系统进行优化设计, 如采用变频技术、智能控制等措施。

工程热力学ppt课件

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{
但 T < T0 ,Q不能传回 T 0 。
结论:温差使过程不可逆。
进一步分析,为使Q能传回 T 0 ,需加热泵,但要消耗一 定的功 W泵 ,也不可逆(比较水泵)。
压力差的影响:压力差使过程不可逆。
F α P f
pA > F cos α + f pA = F cos α + f
非准静态过程—nonequilibrium process 非准静态过程 准静态过程, 准静态过程,不可逆 准静态过程, 准静态过程,可逆
定义:工质从中吸取或向之排放热能的物质系统。
热源
{
温度高低
温度变化
{ {
高温热源(热源 — heat source) 低温热源(冷源—heat sink) 恒温热源(constant heat reservoir)
变温热源(variational heat reservoir)
3.1 热力系统(热力系、系统、体系)和 外界及边界 系统(thermodynamic system or system)
3.6 热力系示例图
刚性绝热喷管
取红线为系统—闭口系 取喷管为系统—开口系绝热系?
§1-3 工质的热力状态及基本状态数
• 热力学状态— state of thermodynamic system
— 某一瞬间系统所呈现的宏观物理状况
• 状态参数— state of properties
— 描述系统所处状态的宏观物理量 a) .状态参数是宏观量,反映了大量粒子运动的宏观平均效果, 只有平衡态才有统一的状态参数。 常用的状参有:p, T,V,U,H,S等, 其中p,T,V称为基本状态参数。 b)状态参数的特性:状态的单值函数 物理上:与过程无关 dx ∫ dx = 0, ∫abc dx = ∫adc 数学上:其微分是全微分

《工程热力学》课件

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空调技术
空调系统的运行与热力学密切相关。制冷和 制热循环的原理、空调系统的能效分析以及 室内空气品质的保障等方面均需要热力学的
支持。
热力发电与动力工程
热力发电
热力学在热力发电领域的应用主要体现在锅炉、汽轮机和燃气轮机等设备的能效分析和 优化上。通过热力学原理,提高发电效率并降低污染物排放。
动力工程
热力学与材料科学的关系
材料科学主要研究材料的组成、结构、性质以及应用,而热力学为材料科学提供了材料制备、性能优 化和失效分析的理论基础。
在材料制备过程中,热力学可以帮助人们了解和控制材料的相变、结晶和熔融等过程,优化材料的性能 。
在材料性能优化方面,热力学为材料科学家提供了理论指导,帮助人们理解材料的热稳定性、抗氧化性 等性能,从而改进材料的制备工艺和应用范围。
热力学与其他学科的联系
热力学与物理学的关系
热力学与物理学在研究能量转换和传递方面有 密切联系。物理学中的热学部分为热力学提供 了基本概念和原理,如温度、热量、熵等。
热力学的基本定律,如热力学第一定律和第二 定律,是物理学中能量守恒和转换定律的具体 应用。
物理学中的气体动理论和分子运动论为热力学 提供了微观层面的解释,帮助人们理解热现象 的本质。
高效热能转换与利用技术
高效热能转换技术
随着能源需求的不断增加,高效热能转换与利用技术 成为研究的重点。例如,高效燃气轮机、超临界蒸汽 轮机等高效热能转换设备的研发和应用,能够提高能 源利用效率和减少污染物排放。
热能利用技术
除了高效热能转换技术外,热能利用技术的进步也是工 程热力学领域的重要发展方向。例如,热电转换技术、 热光转换技术等新型热能利用技术,为能源的可持续利 用提供了新的解决方案。

工程热力学全部课件pptx

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与外界没有物质和能量交 换的系统。
孤立系统
封闭系统
开放系统
热力学基本定律
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状态,那么这两个系统也必定处于热平衡状态。
热力学第一定律
热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持 不变。
热力学第二定律
热力学循环
由一系列热力学过程组成的闭合路径,如卡诺循环、布雷顿循环 等。
02 热力学第一定律
能量守恒原理
1
能量不能自发地产生或消失,只能从一种形式转 换为另一种形式。
2
在一个孤立系统中,总能量始终保持不变。
3
能量转换过程中,各种形式的能量在数量上保持 平衡。
热力学第一定律表达式
Q = ΔU + W
其中,Δ(mv^2)/2表示系 统动能的变化量;
开口系统能量方程可表示 为:Q = ΔU + Δ(mv^2)/2 + Δ(mgh) + Δ(mΦ)。
Δ(mgh)表示系统势能的 变化量;
03 热力学第二定律
热力学第二定律表述
不可能从单一热源取热,使之完全转 换为有用的功而不产生其他影响。
热力学系统内的不可逆过程总是朝着 熵增加的方向进行。
具有加和性
理想气体基本过程
01
等温过程
温度保持不变的过程,如等温膨胀 和等温压缩
等容过程
体积保持不变的过程,如等容加热 和等容冷却
03
02
等压过程
压力保持不变的过程,如等压加热 和等压冷却
绝热过程
系统与外界没有热量交换的过程, 如绝热膨胀和绝热压缩
04

工程热力学-资料.ppt

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工程热力学
§1-2 热力状态
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
工程热力学
当 p > pb 当 p < pb
绝对压力与相对压力
表压力 pe 真空度 pv
p
p pe pb p pb pv
pe
pv
pb
p
工程热力学
例1:已知当地大气压力pb,及压力表1、 2的读数分别为pg1,pg2。求pg3? 解:⑴压力表1测得的是A室的 相对压力,故
p g 1 p A p b p A p g 1 p b
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
p g 2 p A p B p B p A p g 2
⑶压力表3测得的是B室的相对压力,故
pg3 pBpb
工程热力学
§1-3 热力状态
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
过热器
锅 炉
汽轮机
发电机 凝 汽 器
给水泵
工程热力学
只交换功 既交换功 也交换热
只交换热
边界特性
固定、活动
§1-2 热力系统
真实、虚构
工程热力学
§1-2 热力系统
2 热力系统分类
以系统与外界关系划分: 有
是否传质
开口系
是否传热
非绝热系
是否传功
非绝功系
是否传热、功、质 非孤立系
工程热力学
无 闭口系 绝热系 绝功系 孤立系
工程热力学
§1-1 热能和机械能转换
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。

工程热力学(9.3)幻灯片

工程热力学(9.3)幻灯片

t , p
T4 T1 1 1q1 T3 T2 q2
湖南人文科技学院
2)分析
黎娇主讲
T1 v2 k 1 1 ( ) k -1 T2 v1
T3 v3 T2 v2
v3 k T4 ( ) k T1 v2
定压预胀比
t , p
1 1 k 1 k ( 1)
湖南人文科技学院
(2)能量计算与分析
1)计算
黎娇主讲
q1 cv (T3 T2 )
q2 cv (T4 T1 )
t ,V
}
T4 T1 1 q2 T cv T4 T1 1 1 1 1 q1 cv T3 T2 T3 T2 T 1 2
5
tV tm tp
湖南人文科技学院
黎娇主讲
湖南人文科技学院
例题 9.1
黎娇主讲
内燃机定压加热循环的p-v及T-s图如下图所示。 循环初始状态p1=0.98bar,t1=44℃,压缩比ε=15,绝热 膨胀比v4/v3=7.5,膨胀终压力p4=2.58bar,工质可视为 空气。试计算:①循环最高温度;②循环热效率。



t , p
Hale Waihona Puke 湖南人文科技学院黎娇主讲
4、活塞式内燃机理想循环的比较
(1)具有相同压缩比和吸热量时的比较
1-2-3-4-1为定容加热理想循环
1-2-2'-3'-4'-1为混合加热理想循环 1-2-3''-4''-1为定压加热理想循环 吸热量 q1 相同: 面积23562=面积22'3'5'62=面积23''5''62 放热量 q2 : 面积14561<面积14'5'61<面积14''5''61
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W = Q
Q2 = W
1
制冷循环:制冷系数
制热循环:制热系数
Q1 '= W
第二章 热力学第一定律
Q UW
Q HW t
W t Vdp
1 2
W pdV
1
2
q u w
w p dv
1 2
q h w t
w t vdp
1
2
五、节流:h1=h2
工质的焓降用于增加其自身动能。
节流前后工质的焓值保持不变。
第三章 气体和蒸汽性质
比热定义
q c dT
u cV T V
h cp T p
按分子运动理论 迈耶公式
C i i 2 2 p , m i C R C R V , m p , m 2 2 C i V , m
c c R p V g
比热容比(绝热指数),
(T )
cp cV
非定值
k
cp cV
const .
第三章 气体和蒸汽性质
p v RT g
. 3 1 4 5 J m o l K R 8 R g M M
d u cV d T
ucTT 2 V 1
hcTT 2 p 1
2 ( 3 ). Q dE h c gz CV 2 f2 2 2dm 2
开口、闭口系统;稳定、不稳定流 2 动;可逆、不可逆过程。 h c gz W 1 f 12 1dm 1 i




系时,不存在推动功p1v1、p2v2, 轴功wi要变为膨胀功w,
第二章 热力学第一定律
dh cpdT
qr e v ds T
S S 2 1
2
Q
T r
1
S g
T v 2 2 sc R n V g T v 1 1
T p 2 2 s c n R n p g T p 1 1
v p 2 2 s c n c n p V v p 1 1
第四章 气体和蒸汽的热力过程
• • • • •
定容过程: 过程方程式 p,v,T关系 u, h, s计算 能量交换
V
p 2 T2 p 1 T1
n
V=Constant
u c T , h c T , s c ln T / T c ln p / p V p V 2 1 V 2 1
u c T v p R T q w0 w V t g
绝热系统:与外界无热量交换。 孤立系统:与外界无能量交换又无物质交换。可以理解成闭口 +绝热,但是实际上孤立系统是不存在的。

1.
2.
3. 4.
状态:把系统中某一瞬间表现的工质热力性质的宏观状况, 称为工质的热力状态,简称状态。 状态参数:描述工质状态特性的一些宏观物理量称为工质 的状态参数。具有以下特征: 状态确定,则状态参数也确定,反之亦然—单值函数。 状态参数的变化量与路径无关,只与初终态有关—点函数。 其微元差是全微分。 常用的状态参数:P、T、V、U、H和S;
基本状态参数,需要掌握①温标转换②压力测量(转换) ③比体积与密度的转换。
5.
系统在不受外界的影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变
化,这时系统的状态称为热力平衡状态,简称平衡状态。
系统内部及系统与外界之间的一切不平衡势差(力差、温差、化学 势差)消失是系统实现热力平衡状态的充要条件。 平衡与稳定:如果系统是在外界作用下保持状态不变,则不属于平衡 状态,如稳态导热。稳定不一定平衡,但平衡一定稳定。 平衡与均匀:侧重点不一样,平衡强调时间上稳定不变,均匀强调空 间各点的参数值相同。平衡不一定均匀,单相平衡态则一定均匀。
w p v R T g
wt 0
q h c T p
第四章 理想气体的热力过程
• • • • •
定温过程: 过程方程式 p,v,T关系 u, h, s计算 能量交换
T
p 2 v1 p1 v 2
n 1
T=Constant
u 0 , h 0 , s R ln p / p R ln v / v g 1 2 g 2 1
工 程 热 力 学
总复习
第一章基本概念

热力系统:人为地分割出来作为热力学分析对象的有限物质 系统。 外界:系统周围物质的统称。 边界(界面):热力系与外界的分界面。

界面可以是真实,也可以是虚拟的;可以是固定,也可以是 变化(运动)的。

闭口系统:与外界无物质交换,又称控制质量。


开口系统:与外界有物质交换,又称控制体积。

准平衡过程和可逆过程。 可逆=准平衡过程+无摩擦和其它任何损耗 只有准平衡过程才能在坐标图中用连续的曲线表示。 功和热是过程量 ,其在状态参数坐标图上的表示。

p p1
1
w 12 pdv
1
22Biblioteka TT11p2
q12 Tds
1
v
2
T2 s1
2
v1
v2
s2
s
动力循环:热效率
第四章 理想气体的热力过程
• • • • •
定压过程: 过程方程式 p,v,T关系 u, h, s计算 能量交换
P
v2 T2 v1 T1
n0
p=Constant
u c T , h c T , s c ln T / T c ln v / v V p V 2 1 V 2 1
• • • 一、动力机:wi=-△h=h1-h2=wt 二、压气机:wC=-wi=△h=h2-h1=-wt 三、换热器:q=△h=h2-h1
工质在其中膨胀,其对外输出的净功等于工质进出口焓降
工质在其中被压缩,外界对其做功全部转变为工质焓增。 工质与外界交换的热量主要用于改变其的焓值。


四、管道:1/2(cf22-△cf12)=h1-h2
第二章 热力学第一定律
热力学第一定律的能量方程式在工程上应用很广,但首先要对 其不同的形式进行有较为全面的认识:
( 1 ). q u w : 从闭口系推导,与开口系方程形式不同,实质相同
2 在闭口、开口系均成立,应用于闭口 ( 2 ). q h c 2 g z w : f i
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