热工与流体力学基础
热工流体动力学基础
【例】 如图所示，水泵汲入 管的外径为114mm，壁厚为4mm， 压出管的外径为88.5mm，壁厚 为4mm。在汲入管中水的流速 为1.5m/s。求在压出管中水的
流速。
【解】 已知，汲入管的内经D1=114-2×4=106mm，w1=1.5m/s，
D2=88.5-2×4=80.5mm，设在汲入管与压出管之间没有渗漏，
z1pg1 w 2g 12 z2pg2 w 2g22
伯努力方程
不可压缩的理想液体在等温流动过程中， 在管道的任一截面上，流体的静压能、 位能及动能之和是不变的。 三者之间可以相互转化
精品课件
(2)实际情况下的伯努力方程 实际流体有粘性，流动过程中有能量损失，能量方程：
z 1g p 1 1 21 2 z 2g p 2 1 2 2 2h L
输入机械能 H e15 (0 10)5 1 2 01 0 .24 (2 7.3 025 3.1 62 7 )50 11.9 7(P 1 7)3 a
精品课件
2.压头间的转换 （1）几何压头和静压头之间的转变
1-1和2-2的伯努力方程:
hg1hs1hg2hs2
因为 hg2(在下)＞hg1(在上)
则 hs2＜hs1
【解】 1000℃时烟气的密度为： 0(pp0)(T T1 0)
1.399994102 2730.27(k4g/m3) 1013225731000
1000℃时烟气的粘度为：
02T7C 3C2T7332
1.587105(1227 7311377)331 (2277 )32 334.9105(Pas)
精品课件
吸风管内风速
w 1 3 V F 6 1 3 0 4 V 6 0 d 1 2 0 30 4 6 3 9 .1 0 2 0 4 .3 0 2 0 3 .1 0 6 ( m 7 /s ) w 2 3 V F 6 2 3 0 4 V 6 0 d 2 2 0 30 4 6 3 9 .1 0 0 2 4 .4 0 2 0 2 .3 0 0 ( m 5 /s )
《热工与流体力学基础》课件第十章 流动阻力和能量损失
5.了解非圆管的当量直径概念，了解非圆管的沿程损失计算方法。
6.理解局部损失产生的主要原因，能正确选择局部阻力系数进行局部 损失计算。
7.了解减小流动阻力的措施。
重点与难点
• 本章的重点是雷诺数及流态判断，沿程阻力系数λ的确 定，沿程损失和局部损失计算 。 • 本章的难点在于: 1.层流和湍流的概念较抽象，理解起来有一定难度， 结合雷诺实验增加感性认识，理解起来会容易些。 2.对莫迪图中的阻力分区和沿程阻力系数λ不同计算 公式的应用会有一定难度。对于经验公式只需会用即可，
不必对其来源多加探究，也不必对经验公式死记硬背，能
根据条件选用公式即可。
第一节 沿程损失和局部损失
• 流体在流动过程中受到流动阻力,由此产生能量 损失。流动阻力是造成能量损失的根本原因，而 能量损失则是流动阻力在能量消耗上的反映。 • 影响流动阻力的主要因素:
流体的黏滞性和惯性(内因) 固体边壁形状及壁面的粗糙度的阻碍和扰动作用(外因)
第十章
流动阻力和能量损失
学习导引
实际流体在流动过程中必然要克服流动阻力 而消耗一定的能量，形成能量损失。能量损失的 计算是流体力学计算的重要内容之一，也是本章 要着力解决的基本问题。本章将以恒定流为研究 对象，从介绍流体流动形态入手，分析不同流态 下能量损失产生的规律，最后给出能量损失的常 用计算公式与方法。
两种流态
临界雷诺数Rec:对应于临界流速的雷诺数。
vc d vc d Rec
Rec稳定在2000～2320，一般取Rec2000。 Re≤2000时，是层流流动； Re＞2000时，是湍流流动。 雷诺数=
惯性力 ——
黏性力
Re
vd vd
例10-1 某低速送风管道，内径d200mm，风速v3m/s， 空气温度为40℃。求：（1）判断风道内气体的流动状态；
流体力学与热工学基础4-2 流体流动的两种形态
❖ 问题设计： 1、什么是显名的雷诺试验，它说明什么问题？ 2、如何区别液体的流动是平稳的层流还是紊乱的湍流？
4-2 流体流动的两种形态
一、雷诺试验
流体流动的两 种形态
层流： 流速较小时，流
线沿流动方向相 互平行，呈分层 流动状态（无横 向运动）
紊流： 流速较大时，
流线相互混杂， 出现横向运动， 流层发生质量和 能量交换。
临界流速——流体运动状态发生改变的平均流速 上临界流速——层流变紊流的临界流速 下临界流速——紊流变层流的临界流速
二、流态判别准则
一般： vc vc'
对管流：vc , vc' f (d , v) ，写成无量纲形式：
Re c
vc d
——临界雷诺数。
流态判别准则——雷诺准则数Re 对管内流动： Re —Re—'c 紊23流20； Re R—e—c 层23流20；
对非圆形截管道，d取水力半径dH：
dH
4F S
F——过流断面面积；
S——过流断面上流体与固体壁面接触的长度。
对矩形截面管：
dH
4ab 2(a b)
2ab ab
Re的物理意义：
Re
vd
惯性力 粘滞力
热工与流体力学基础习题集(答案)
热工与流体力学基础习题集主编：惠节王玉洁叶亚兰王宜翠王红涛主审：王永祥安翔二0一四年四月前言《热工与流体力学基础习题集》依据热能、空调、内燃机等专业的人才培养方案、校企合作企业的需求以及一线教师根据的相关考试科目与知识要求等整编写而成。
《热工与流体力学基础习题集》由惠节、王玉洁、叶亚兰、王宜翠、王红涛等老师主持编写（排名不分先后），全书由王永祥副教授和安翔副教授担任主审。
本书是《热工基础与流体力学》教材配套用书。
本书侧重于基本知识理论，在学习过程中使用能加强对基础知识理解和熟练掌握，有效地提高学习效果。
需要强调的是：学好热工基础课程要重视对概念的理解，注意知识要点及其各知识点之间的联系，并在此基础上归纳、总结，反对“背出来就能考出来”观点。
因水平有限，时间仓促，书中若有错误和不妥之处，欢迎读者指正。
编者20XX年4月第一篇工程热力学1.. 把热量转化为功的媒介物称为______。
A．功源B．热源C．质源D．工质2.. 把热能转化为机械能，______通过工质的膨胀来实现。
A．可以B．只有C．无法D．均不对3.. 在热力设备中进行的热能与机械能相互转换需通过物质来完成，这种物质简称为______。
A．工质B．燃气C．蒸汽D．理想气体4.. 把热能转化为机械能，通过______的膨胀来实现。
A．高温气体B．工质C．液体D．A、B、C均不对5.. 工质是把热量转化为功的______。
A．功源B．热源C．质源D．媒介物6.. 作为工质应具有良好的______和______。
A．流动性/多变性B．膨胀性/多变性C．膨胀性/分离性D．膨胀性/流动性7.. 工质必须具有良好的膨胀性和流动性，常用工质有______。
A．燃气B．润滑油C．水D．天然气8.. 气态物质具有显著的______性质，所以最适合充当工质。
A．压缩B．膨胀C．流动D．A+B+C9.. 蒸汽动力装置的工质必须具有良好的______性。
A．膨胀B．耐高温C．纯净D．导热10.. 热力学研究的工质一般都是______物质。
热工与流体力学基础全套课件
2020/3/1
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第一章
热力学基本概念
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学习导引
本章介绍了许多重要的概念，对于后续内 容的学习非常重要。在学习过程中，应注意把 相关的概念串接起来，既对单个概念的物理意 义有较深刻的理解，又能从整体上将这些概念 有机的联系起来。
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1980 1991 2014.9.13
1997
中国 世界先进
15
（3）环境污染严重
据世界银行统计资料，我国城市空气污染对 人体健康和生产造成的损失估计每年1600亿元人 民币；酸雨使农作物减产每年损失达400亿元人民 币。
全世界2001年由化石燃料所排放的CO2达到 236.83亿吨，其中我国的排放量达到30亿吨，占 世界总排放量的13％，仅次于美国，居世界第 二位。
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二、本课程的性质 、研究对象及主要内容
• 主要的专业基础课
工程热力学
• 三部分组成 流体力学
传热学
• 以热机工作过程为例:
化学能
热能
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机械能
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热机工作过程示意图
过热蒸汽
发电机
锅 汽轮机 炉
乏汽 循环水
冷凝器
• 热机
——能将热能转换为 机械能的机器。
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我国能源利用现状及存在的主要问题：
（1）人均能源占有率低，远低于世界平均水平
煤炭：90.45 吨/人（世界人均 162.48吨/人）； 石油：2.59 吨/人（世界人均 23.25 吨/人）； 天然气：1079.90 m3/人（世界人均 24661 .32 m3/人）
热工与流体力学基础第二版知识点
热工与流体力学基础第二版知识点《热工与流体力学基础》第二版是一本涵盖热工学和流体力学基础知识的教材。
下面是该教材的主要知识点总结。
第一章：热力学基础1.热力学基本概念：系统、过程、状态、平衡等。
2.热力学第一定律：能量守恒原理，包括内能、功和热量的转化。
3.理想气体的状态方程和理想气体的内能、焓、比热容等基本性质。
4.热力学第二定律：热量无法自流体温度较低的物体传递到温度较高的物体，熵增原理。
5.热力学过程：等温过程、绝热过程、等焓过程、等熵过程等。
第二章：热力学第二定律1.热力学第二定律的表述：克劳修斯表述、开尔文表述、普朗克表述等。
2.热力学可逆性：可逆过程和不可逆过程的区别。
3.温度原理：第二定律的另一个表述。
4.卡诺循环：理想热机的最高效率，热量机和制冷机的理论效率等。
5.热力学状态函数：焓、熵等。
第三章：气体物性1.理想气体状态方程：理想气体的状态方程、气体的通用状态方程等。
2.实际气体的物性：气体的压缩因子、物态方程等。
3.混合气体：混合气体的压力、物态方程等。
4.湿空气的物性：湿空气的物态方程，空气的相对湿度等。
第四章：热力学循环1.热力学循环的基本概念：容器、工质、制冷剂等。
2.理想循环：卡诺循环、斯特林循环、布雷顿循环等。
3. 实际循环：由理想循环引出的实际循环，如Otto循环、Diesel 循环等。
4.循环效率：循环效率的计算和提高方法等。
第五章：流体力学基础1.流体力学的基本概念：流体、运动、静压力、动压力等。
2.流体的物理性质：密度、体积模量、表面张力等。
3. 流体静力学：流体的静力学平衡方程、静压力、Pascal定律等。
4.流体流动的描述：速度场、流线、流管、速度势等。
第六章：定常流动1.流体的连续性方程：质量守恒定律。
2.流体的动量方程：动量守恒定律，流体的动力学压强等。
3. 流体的能量方程：能量守恒定律，Bernoulli方程等。
4.流动的稳定性：雷诺数、层流和湍流等。
热工基础及流体力学(第二版)
第一节蒸汽动力循环 第二节制冷循环 思考题 习题
第七章流体及其物理 性质
第八章流体静力学
第九章流体动力学基 础
第十章黏性流体的管 内流动
第一节流体的定义和连续介质模型 第二节流体的主要物理性质 第三节作用在流体上的力 思考题 习题
第一节流体的平衡方程式 第二节重力作用下的流体平衡 第三节液柱式测压计 第四节平面上和曲面上的流体压力 思考题 习题
第一节热力学第一定律 第二节热力学第二定律 思考题 习题
第一节理想气体 第二节水蒸气 第三节混合气体 思考题 习题
第一节分析热力过程的目标和一般方法 第二节理想气体典型热力过程 思考题 习题
第一节稳定流动基本方程 第二节喷管和扩压管中的流动特性 第三节喷管的计算 第四节绝热节流 思考题 习题
第一节描述流体运动的几个基本概念 第二节连续性方程 第三节理想流体的伯努利方程 第四节定常流动的动量方程 思考题 习题
第一节黏性流体的伯努利方程 第二节管内流动的能量损失 第三节黏性流体的两种流动状态 第四节圆管层流和紊流的流动规律 第五节管内流动的阻力系数 第六节管道水力计算 第七节水击现象 思考题 习题
热工基础及流体力学（第二版）
读书笔记模板
01 思维导图
03 目录分析 05 精彩摘录
目录
02 内容摘要 04 读书笔记 06 作者介绍
思维导图
本书关键字分析思维导图
热工
传热
流体力学
计算
实验
典型
附表
热工
流体
工程 习题
方程
版
流体
基本概念
典型
导热
性质
物理
内容摘要
本书共分三篇，由工程热力学、流体力学和传热学三部分内容组成。工程热力学部分主要讲述：热力学基本 概念和基本定律，常用工质的热物理性质及基本热力过程，气体和蒸汽的流动，典型蒸汽动力循环和制冷循环分 析计算；流体力学部分主要讲述：流体的基本物理性质，流体静力学，流体动力学基础，黏性流体的有压流动特 点及能量损失计算；传热学部分主要讲述：导热、对流传热、辐射传热的基本规律和计算方法，传热过程的分析 计算方法及优化控制措施，换热器的类型和传热计算方法。各章附有切合实际的典型例题、思考题和习题，附录 附有热工流体典型实验、习题解答、模拟试题及参考答案。本书综合了热工及流体基础理论知识，可作为热工控 制及自动化、供热工程、环境工程、热能工程、制冷及低温工程、热工测量仪表及相关专业的教材或教学参考书， 也可作为能源动力类专业培训教材，或作为相关工程技术人员参考用书。
热工与流体力学基础第二版知识点
热工与流体力学基础第二版知识点热工与流体力学是工程中的重要学科，涉及热力学、传热学和流体力学等内容。
下面将介绍《热工与流体力学基础第二版》中一些重要的知识点。
第一章：热力学基础本章介绍了热力学的基本概念和基本定律。
热力学是研究热和功之间相互转化关系的学科。
其中包括热力学系统、状态方程、热力学过程等内容。
第二章：气体的热力学性质本章主要介绍了理想气体和真实气体的性质。
理想气体的状态方程为PV=RT，其中P为气体压强，V为气体体积，R为气体常数，T为气体温度。
真实气体的性质受到压力、温度和物质的影响。
第三章：热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律，它表明能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量保持不变。
热力学第一定律还可以用来分析各种热力学过程中的能量转化和能量平衡。
第四章：理想气体的热力学过程本章介绍了理想气体在不同热力学过程中的性质和特点。
其中包括等温过程、等容过程、等压过程和绝热过程。
这些过程在工程中具有重要的应用价值。
第五章：气体混合与湿空气本章介绍了气体混合和湿空气的热力学性质。
气体混合是指两种或多种气体按一定的比例混合在一起的过程。
湿空气是指空气中含有一定的水蒸气。
湿空气的热力学性质对于气候和环境工程有着重要的影响。
第六章：热力学第二定律热力学第二定律是热力学的基本定律之一，它规定了一个孤立系统的熵永远不会减少。
熵是一个表示系统无序程度的物理量，它可以用来描述热力学过程的方向性。
第七章：传热学基础传热学是研究热量从一个物体传递到另一个物体的学科。
本章介绍了传热的基本概念和热传导、对流传热、辐射传热的基本原理。
第八章：传热过程与换热器本章介绍了传热过程和换热器的基本原理和应用。
传热过程包括散热、传热和吸热。
换热器是一种用于实现热能转移的设备，广泛应用于工业生产和能源利用。
第九章：流体力学基础流体力学是研究流体运动规律的学科。
本章介绍了流体的基本性质和运动方程。
流体的性质包括密度、压力、粘度和表面张力等。
热工基础与流体力学 课后答案
热工基础与流体力学课后答案第一章: 热力学基本概念与原理1.1 热力学基本概念1.定义热力学是什么？热力学是研究能量转化与传递规律的物理学科。
2.什么是热力学系统？热力学系统是指我们研究的一个物体或一组物体，它们受到外界的控制和观察的范围。
3.什么是热力学状态？热力学状态是指热力学系统所处的一组特定的物理状态，可以用热力学性质来描述。
4.什么是热力学平衡？热力学平衡是指热力学系统各部分之间不存在宏观可观察的时间依赖关系，即不存在任何自发变化的趋势。
5.定义温度和热平衡。
温度是一个物体冷热程度的度量。
热平衡是指两个物体之间存在与观察时间长短无关的稳定非宏观可观察的温度相等状态。
1.2 状态方程与过程1.定义状态方程。
状态方程是指描述热力学系统内在状态的方程式，其中自变量为热力学性质。
2.什么是过程？过程指的是热力学系统从一个状态变为另一个状态的经历。
3.什么是定性描述过程？定性描述过程是通过描述它产生的具体效果和过程中产生的热和功来描述。
4.什么是定量描述过程？定量描述过程是通过确定系统的初始和最终状态来描述。
5.什么是容器？容器是指质点能通过的空间，可以将容器看作一个封闭的系统。
6.什么是界面？界面是指两种同质或异质材料之间的连接表面。
7.什么是外部和内部介质？外部介质是指与系统相邻接的其他物体或介质。
内部介质是指系统内部的物体或介质。
第二章: 热力学第一定律2.1 热力学第一定律的描述和适用范围1.什么是热力学第一定律？热力学第一定律是能量守恒原理的数学表述，在一个封闭系统中，系统从一个状态变为另一个状态所得到的热和功等于系统内能的变化。
2.热力学第一定律适用的条件是什么？热力学第一定律适用于封闭系统和控制体。
2.2 热力学第一定律的数学表示和应用1.热力学第一定律的数学表示是什么？热力学第一定律的数学表示为：$\\Delta U = Q - W$，其中$\\Delta U$表示内能的变化，Q表示吸收的热量，Q表示对外做功。
热工与流体力学基础 热工篇第4章
热力循环
可逆循环可以表示在状态参数坐标图 上，且为一条封闭的曲线。 根据热力循环所
产生的不同效果
一、正向循环和热效率
1. 正向循环
——将热能转变为机械能的循环称为正向循环,也称 为动力循环或热机循环 。
• 一切热力发动机都是按正向循环工作的。
热工与流体力学基础 热 工篇第4章
2020年4月28日星期二
学习导引
热力学第二定律揭示了能量传递与转换过程进行的 方 向、条件和限度。热力学第二定律与热力学第一定律是热 力 学的两个最基本定律，共同组成了热力学的理论基础。
本章主要讲述了热力学第二定律的实质和表述，阐述 了 热力循环、卡诺循环、卡诺定律、熵的基本概念及熵增原 理
➢此外，即使同为热能，当它们储存的热源温度 不同时，它们的品质也是不同的。储存于高温水 平热源的热能品质较高。当热由高温物体自动的 传向低温物体时，同样也使能的品质下降了。
➢热力学第二定律的实质是能量贬值原理，即在 能量的传递和转换过程中，能量的品质只能降低 不能增高。它是一个非守恒定律。
第三节 卡诺循环与卡诺定律
热力学第二定律
第二类永动机 :从单一热源取热并使之完全转变 为功的热机 .
热力学第二定律说明，用于热功转换的热机至 少要有高温、低温两个热源（即要有温度差） 。为此，热力学第二定律也可以表述为“第二 类永动机不可能实现”。
热力学第二定律
应注意：不能将热力学第二定律简单的理解为“功 完全可以转变为热，而热不能完全转变为功”。
二、热力学第二定律的实质和表述
热力学第二定律指出了能量在传递和转换过程中 有关传递方向、转化的条件和限度等问题。
流体力学与热工学基础 2-1 流体静压力及其特性
z
O/DC面上的流体总静压力，
Δpz为作用在O/BC面上的流体 总静压力，Δpn为作用在斜平
面DBC面上的流体总静压力， 并均沿作用面的内法线方向。
设作用在四面体上单位质
n D
pn p y
px
z
O/
y
x
C
量力在三个坐标方向的投影为
B pz
X、Y、Z；总质量力在三个坐
o
x
标方向投影为
V xyz / 6
§2-1 流体静压力及其特性
问题设计： 流体作用于容器壁面上的静压力有何特点？
§2-1 流体静压力及其特性
一、流体静压力的概念 流体平均静压力：单位面积上的总压力（压力强度）
p=P/A
一般情况下流体静压力在接触面各点的分布并不是均匀的。 点的静压力：接触面积趋近于零时，某一接触点上的流体压力。
p lim P F 0 A
y
总质量力在三个坐标方向投影为
Px
1 6
xyzX
Py
1 6
xyzY
Pz
1 6
xyzZ
按照静力学的静平衡条件，作用于微小四面体上的所有外
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力在各坐标轴上投影的代数和应分别为零，即
Px
Pn
cos(n x)
1 6
xyzX
0
Py
Pn
cos(n
y)
1 6
xyzY
0
Pz
Pn
cos(n
z)
1 6
xyzZ
b A K a
二、流体静压力的特性 流体静压力具有两个极其重要的特性。 1．流体静压力的方向垂直并指向受压面 基于两条理由：静止的液体不能承受剪切力； 流体不能承受拉力
流体力学与热工基础
流体力学与热工基础随着科技的发展，流体力学与热工基础越来越重要。
它是探究流体运动和热现象的学科，对于机械工程、航空航天、能源工程等领域都有着广泛的应用。
下面我将分步骤阐述流体力学与热工基础的相关内容。
一、流体力学基础流体力学研究流体的性质、力学行为、流动规律等问题，我们可以通过以下几个步骤来了解流体力学的基础。
1. 流体的性质：流体是一种特殊的物质，具有流动性，是液体和气体的总称。
流体力学的第一步就是了解流体的性质，包括：密度、粘度、压力、温度等。
2. 流体的静力学：静力学研究流体在静态平衡状态下的压力分布和平衡条件，这对于我们分析流体的稳定性、运动趋势等方面非常有用。
3. 流体的动力学：动力学研究流体在运动状态下的力学行为和运动规律，包括牛顿运动定律、质量守恒定律、动量守恒定律等，这些原理对于我们理解流体的运动状况有很大的帮助。
4. 流体流动的基础：了解了流体的性质、静力学和动力学，接下来我们需要学习流体的流动规律和特性，包括连续性方程、质量流率方程、能量守恒方程等。
二、热工基础热工学是科学技术中最广泛和重要的研究领域之一，它是研究热现象和热能转化的基础学科。
我们可以通过以下几个步骤来了解热工基础。
1. 热力学基础：热力学研究热现象和热能转化的基本原理和规律，包括热力学一定律、热力学第二定律、热量方程等。
2. 热平衡和热传导：研究热平衡和热传导是热工学的重点，我们需要学习温度场、傅里叶定律、热流密度等概念，理解热传导的规律和特性。
3. 热功和热功率：热功是热能和机械能互相转化的过程，热功率是表征热流的大小和流转速度的参数。
这些概念对于我们理解热力学的应用和热能转化的规律非常重要。
4. 热力学循环与热力机：热力学循环和热力机是热工学的重点领域，我们需要学习卡诺循环、朗肯循环、热力机效率等概念，理解热能转化的效率和规律，为能源工程、动力工程等领域提供理论依据。
综上所述，流体力学与热工基础是机械工程、能源工程等领域中必不可少的学科，它们研究流体和热现象的规律和特性，为我们提供了理论基础和技术支持。
流体力学与热工基础
流体力学与热工基础流体力学与热工基础是物理学中的两个重要分支，它们研究的是流体的运动规律和热量传递机制。
本文将从流体力学和热工学的基本概念、原理和应用等方面进行阐述。
一、流体力学基础流体力学是研究流体运动规律的学科。
流体力学的基本概念包括流体、流动、压力、密度等。
流体是指能够流动的物质，可以是液体或气体。
流动是指流体的运动状态，可以是稳定流动或非稳定流动。
压力是流体对单位面积施加的力，它是流体力学中的重要参数。
密度是单位体积的流体质量，是描述流体性质的一个重要参数。
在流体力学中，流体的运动可以分为层流和湍流两种状态。
层流是指流体在管道内沿着平行且有序的路径流动，其速度分布均匀。
湍流是指流体在管道内的运动变得混乱，速度分布不均匀。
湍流具有不稳定性和不可预测性，常常伴随着能量损失和阻力增加。
因此，在工程实际中，我们常常需要通过设计和控制来减小湍流的影响，提高流体的运动效率。
二、热工学基础热工学是研究热量传递和能量转化规律的学科。
热工学的基本概念包括热量、温度、热力学等。
热量是指能够引起物体温度变化的能量传递过程。
温度是物体内部分子热运动的程度，它是衡量物体热量状态的物理量。
热力学是热学和力学的结合，研究热量和能量转化的规律和性质。
在热工学中，热量传递是一个重要的研究内容。
热量传递有三种基本方式：传导、对流和辐射。
传导是指热量通过固体或液体的分子间传递，可以通过导热系数来描述。
对流是指热量通过流体的流动传递，可以通过对流换热系数来描述。
辐射是指热量通过电磁波辐射传递，可以通过辐射传热系数来描述。
在工程实践中，我们需要根据具体情况选择合适的热量传递方式，并进行热量传递计算和优化设计。
三、流体力学与热工学的应用流体力学和热工学在工程领域有着广泛的应用。
在航空航天领域，流体力学研究可以帮助优化飞行器的气动外形和减小空气阻力，提高飞行器的性能。
在能源工程领域，热工学研究可以帮助提高能源的利用效率，减少能源的消耗。
热工与流体力学基础
热工与流体力学基础绪论工程热力学的研究对象主要是热能转化为机械能的规律、方法及提高转化效率的途径。
流体力学的研究对象是流体的平衡和运动规律，以及在工程应用中力求克服流动阻力减少能量损失。
第一章工质及气态方程第一节工质及热力系统一、工质用以实现热能与机械能相互转换或热能转移的媒介物质，称为工质。
合理的选用工质能提高能量转换的效率。
二、热力系统常见系统：（1）闭口系统（2）开口系统（3）绝热系统（4）孤立系统（5）热源最常见的热力系统是简单可压缩系统(只进行热量与体积变化的系统)。
第二节工质的热力状态及基本状态参数一、热力状态与状态参数初终态的参数变化值，仅与初终态有关。
以x表示状态参数,状态参数的特征:1.状态确定，则状态参数确定，反之亦然。
2.状态参数的积分特征：状态参数的变化量与路径无关，只与初终态有关。
工程热力学中常用的状态参数有：温度（T）、压力、体积、热力学能、焓、熵等。
二、基本状态参数1.温度是物质分子热运动激烈程度的标志.热力学温标取纯水的三相点,即冰、水、汽三相平衡共存的状态点为基准点，规定其温度为273.16K。
T=t+2732.压力单位面积上所受到的垂直作用力称为压力,p.P=F/A根据分子运动论,气体的压力是大量分子与容器壁面碰撞作用力的统计平均值.压力的大小与分子的动能和分子的浓度有关.1标准大气压(atm)= 1.01325×105 帕斯卡 =760.00毫米汞柱=10.3323米水柱气体的实际压力称为绝对压力,用 p 表示.当被测气体的绝对压力高于大气压力pb时,相对压力为正压,压力表指示的数值称为表压力,用 pg来表示.当被测气体的绝对压力低于大气压力pb时,相对压力为负压,压力表指示的数值称为真空度,用 pv来表示.当p>pb p=pb+pgP<pb p=pb-pv只有绝对压力才是工质的状态参数,表压力和真空度都与当地大气压有关.3.比体积与密度单位质量的工质所占有的体积称为比体积.用v表示,单位为m3/kg. v=V/m单位体积工质占有的质量称为密度.用ρ表示。
热工与流体力学基础 热工篇_第2章
• 轴功的特点
刚性绝热封闭热 力系不可以任意地交 换轴功，即:
• 外界功源向其输入轴功 将转换成热量而增加热 力系的热力学能。 • 刚性绝热封闭热力系不 可能向外界输出轴功
轴功
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轴功的特点
开口热力系与外界 可以任意地交换轴功， 即:
• 热力系可向外输出轴功, 如燃气轮机、蒸汽轮机等 • 热力系可接受输入的轴功, 如泵、风机、压缩机
第六章
热力学第一定律
2018/12/6
学习导引
热力学第一定律是能量守恒定律在热力学上的应用， 确定了热能和机械能之间相互转换时的数量关系，从能量 “量”的方面揭示了能量转换的基本规律。 本章以热力学第一定律为理论基础，建立封闭热力系 和稳定流动开口热力系的能量方程，即热力学第一定律的 数学表达式，为热力过程计算奠定理论基础。
• 1kg工质传递的体积变化功用符号w表示，单位为J/kg或kJ/kg。 • 正负规定: dv > 0 , w > 0 , 热力系对外作膨胀功 dv < 0 , w < 0 , 热力系对外作压缩功
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• 体积变化功的计算
体积变化功
如图2-2所示, 1kg的气体 ;可逆膨胀过程 ; p，A， dx
力系与外界间有无热量传递以及热量传递方向的标
志。
• 熵: S , 单位为J/K 或 kJ/K 。
• 单位质量工质所具有的熵称为比熵, 用 s 表示, 单 位为 J/（kgK) 或 kJ/（kgK） 。
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• 用熵计算热量
对微元可逆过程 : qTds 或
2 1
热量
QTdS
2
对可逆热力过程1-2: q T ds 或 Q T dS 1 根据熵的变化判断一个可逆过程中系统与外界 之间热量交换的方向：
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基本制冷循环过程
火力发电厂
汽车
这类设备的情况恰恰和制冷相反
热机（热力发动机）：
实现热能转换为机械能的设备。
如:电厂中的汽轮机、燃气轮机和内燃机等。
流体力学
是研究流体静止和运动时的规律，并运用这 些规律解决实际工程问题的一门学科。
流体静止时
流体运动时
中央空调风管图
传热学
研究热量传递规律的科学 研究提高传热或削弱传热的方法和途径
工程热力学是研究热能与机械能之间 相互转换规律的一门学科。
冰箱
分体空调
家用中央空调
空调的室内部分
空调的室外部分
?
从能源转移和转化的角度分析， 上述产品的共性是什么。
怎样才能制冷制热呢?制冷循环系统的基本原理
利用制冷剂由液体状态 汽化为蒸气状态过程中吸 收热量，被冷却介质因失 去热量而降低温度，达到 制冷的目的。
自然界与生产过程到处存在温差 传热很普遍
日常生活中的例子
夏天人在同样温度（如：25度）的空气和水中 的感觉不一样。为什么？
北方寒冷地区，建筑房屋都是双层玻璃，以 利于保温。如何解释其道理？
热工与流体 力学基础
一. 课程性质与任务
本课程的教学任务是使学生掌握工程热
力学、流体力学和传热学的基础知识、 基础理论和计算，以便进入专业理论和 专业技能的学习，也有利于学生的可持 续性发展。
二. 课程教学目标
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
掌握热力学基本定律； 掌握几种常用工质的性质； 掌握基本的制冷循环原理； 熟悉流体的性质； 掌握流体平衡、运动的规律； 掌握能量损失和管路计算； 掌握三种热传递规律和简单计算；
三、本课程的特点
传统的热力学、流体力学和传热学的 内容优化组合为一门课，教学过程中注 意减少不必要的推导，侧重理论、公式 概念的理解和应用。
前 言
1、工程热力学
2、流体力学
3、传热学
Hale Waihona Puke 工程热力学能源的利用伴随着社会的发展，能源(特别是热能) 的利用在生活中随处可见,那么热能利用中要遵循什么 科学原理？工程热力学将会告诉我们。