热力系统分析—非线性传热

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热力学中的非平衡态的稳定性分析

热力学中的非平衡态的稳定性分析热力学是研究能量转换和能量流动的科学，它研究系统在平衡和非平衡状态下的性质和变化。

其中，非平衡态的稳定性一直是一个备受关注的问题。

本文将从热力学的角度来分析非平衡态的稳定性，并讨论其相关的理论和实际应用。

一、非平衡态的定义与特点在热力学中，平衡态是指系统的宏观性质不随时间的变化而改变的状态。

而非平衡态则是指系统的宏观性质随时间的变化而发生改变的状态。

非平衡态的主要特点包括以下几点：1. 非平衡态的系统存在能量流动：非平衡态系统与外界环境之间存在能量的交换和转换过程。

这种能量流动导致系统处于非稳定状态。

2. 非平衡态的系统存在内部耗散：非平衡态系统内部存在能量的转化和损失。

这种内部耗散为系统从非平衡态向平衡态演化提供了动力。

3. 非平衡态的系统处于稳态：虽然非平衡态系统的宏观性质随时间变化，但往往会趋于某种稳定的状态。

这种稳态可以是周期性的，也可以是一种稳定的运动形式。

二、非平衡态的稳定性分析方法热力学中非平衡态的稳定性分析主要依靠线性稳定性分析和非线性稳定性分析两种方法。

1. 线性稳定性分析线性稳定性分析是一种基于扰动理论的方法，它假设系统从平衡态出发在干扰下发生微小的偏离。

在分析中，通过计算系统在偏离后的响应来评估系统的稳定性。

这种分析方法可以得到系统的稳定性界限和临界条件。

2. 非线性稳定性分析非线性稳定性分析是一种更为复杂的方法，它考虑了系统在非线性条件下的稳定性。

非线性稳定性分析依靠数学模型和计算机模拟等工具，通过确定系统的极值点和临界点，以及系统在这些点附近的行为来评估系统的稳定性。

三、非平衡态的稳定性在实际应用中的意义非平衡态的稳定性分析在实际应用中具有重要的意义，尤其在工程领域中更加突出。

以下是两个实例：1. 热力发电厂运行的稳定性保障热力发电厂是利用燃煤或其他能源产生高温高压工质，通过热力机械装置进行能量转换的系统。

为了保证发电厂的安全运行，需要对非平衡态的稳定性进行充分的分析和评估。

热力系统中的能量传递与转换

热力系统中的能量传递与转换热力系统是一个由热源、工质和热力装置组成的系统，其中能量的传递和转换是系统运行的核心。

本文将探讨热力系统中能量的传递与转换的机制，并分析其在不同环境下的应用。

一、能量传递在热力系统中，能量的传递是通过热量传导、对流和辐射这三种方式完成的。

1. 热量传导热量传导是指能量在物体内部通过分子间的碰撞传递。

高温物质的分子具有较高的平均动能，它们与温度较低的物质分子发生碰撞后，能量会从高温物质传递到低温物质中。

热导率是热量传导的重要参量，它描述了物质导热的能力。

通过控制导热率，我们可以实现能量的有选择性传递，进而达到控制热力系统的目的。

2. 对流对流是指物质中的热量传递是通过流体运动实现的。

当流体受热后，其密度减小，形成上升的对流流动。

通过这种流动，热量从热源传递到冷却区域。

对流传热的速率取决于流体的性质以及流体的流动性。

在工程中，我们可以利用对流传热的特性设计散热装置，提高热力系统的效率。

3. 辐射辐射传热是指通过电磁辐射的方式进行能量传递。

物体的温度越高，辐射传热的能力就越强。

辐射传热不需要介质参与，因此它可以在真空中传热。

在太阳能热力系统中，我们利用太阳的辐射热量进行能量转换，实现对水或其他工质的加热。

二、能量转换热力系统中的能量转换主要包括热能转换为机械能（动力输出）和机械能转换为热能（加热）。

1. 热能转换为机械能热能转换为机械能的过程是通过热力装置实现的，其中最常见的是利用燃料燃烧产生高温高压气体，驱动涡轮机转动，从而带动发电机发电。

这种热力转化方式被广泛应用于发电厂，通过高效的热能转换为电能，满足工业和生活的用电需求。

2. 机械能转换为热能机械能转换为热能的过程是通过能量损失或者不完全利用时产生的。

例如，车辆行驶过程中发动机的燃料燃烧会产生机械能，但同时也会有能量损失，转化为热能散失到环境中。

另外，刹车过程中产生的热量也是机械能转化为热能的典型案例。

三、能量传递与转换的应用1. 工业生产在工业生产中，热力系统的能量传递与转换广泛应用于各种生产过程中。

非线性海冰热力学系统的区域分解和最优控制

第１第３期８卷
２００８年９月
湖南工程学院学报
Ｖ０．８Ｎｏ３１１． Nhomakorabea Ｓｐ．０８ｅｔ２０
ＪｕｎｌｏｎｎＩｓｉｔｆＥｎｉｅｒｎｏｒａｆＨｕａｎｔｕｅｏｇｎｅｉｇｔ
非线性海冰热力学系统的区域分解和最优控制
化，我们忽略水平方向上的热扩散作用，仅考虑垂直方向上的热扩散和热传导。设Ｔ表示温度，表示ｔ
广义解或弱解Ｔ（￡∈ＨＤ×Ｄ．ｘ，）（根据海冰系统内解各处的不可微性质，我们把
时间变量，观测时间段为：ＯＴ，［，］并令ｔＥＩ：Ｏ一（，Ｔ）其中，＜了＜∞是一个固定的正常数．，０ ’
谭冰，袁晓
（．阳师范学院数学与统计学院，１南河南南阳４３６；．湛江师范学院数学与计算科学学院，７０１２广东湛江５４４）２０８
摘
要：根据雪层、层与水层海冰热力系统抛物型方程的极大不可微性，用非重叠区域分解，冰采以及
和ＬｘＭｉｒｗ定理［．可以证明Ｐａ— ｌｏｑ３［］，Ｄ存在唯
一
合系统，首先对此系统作如下假设：Ｈ１雪、、的热力学参数（：冰水密度』比热Ｃ、Ｄ、
热传导系数忌在所考虑的时间段内保持不变。）Ｈ２设混合系统的上、：下边界保持不动。由于北极海冰混合系统的内部温度在垂直方向上的变化上的梯度变化远远大于水平方向上的变

中国石油大学热力学与传热学在线第一阶段作业答案

中国石油大学热力学与传热学在线第一阶段作业答案第1题如果热力系统与外界之间没有任何形式的能量交换，那么这个热力系统一定是（）：您的答案：D题目分数：0.5此题得分：0.5批注：根据闭口系统，开口系统，绝热系统，以及孤立系统的含义，可分析填入孤立系统第2题工质的压力可以用绝对压力，表压力和真空度来表示，以下哪种压力可以作为工质的状态参数您的答案：A题目分数：0.5此题得分：0.5批注：对于热力系统所处的某一确定状态，绝对压力具有确定的数值，但表压力会随环境压力的变化而变化，不能作为状态参数。

第3题若组成热力系统的各部分之间没有热量传递，热力系统将处于热平衡状态。

此时热力系统内部一定不存在（）。

您的答案：A题目分数：0.5此题得分：0.5批注：温度差是判断系统是否处于热平衡的参量，系统处于热平衡时各部分之间一定没有温度差。

第4题若组成热力系统的各部分之间没有相对位移，热力系统将处于力平衡状态。

此时热力系统内部一定不存在（）。

您的答案：B题目分数：0.5此题得分：0.5批注：压力差是判断系统是否处于力平衡的参量，处于力平衡的热力系统，必须满足力平衡，各部分之间没有相对运动。

第5题等量空气从相同的初态出发，分别经过可逆绝热过程A和不可逆绝热过程B到达相同的终态，两个过程中空气热力学能变化的关系为（）。

您的答案：C题目分数：0.5此题得分：0.5批注：根据热力学能是热力系统的状态参数的特点，可知，空气从相同初始状态出发，到达相同终了状态时，热力学能的变化相同。

第6题热力系统的总储存能包括内部储存能和外部储存能，下列哪种能量是内部储存能。

您的答案：A题目分数：0.5此题得分：0.5批注：根据储存能，热力学能，宏观动能和宏观位能，功量，热量的区别可知，热力学能是热力系统的内部储存能。

第7题第一类永动机违反了以下哪个基本定律。

您的答案：B题目分数：0.5此题得分：0.5批注：第一类永动机是指不消耗任何形式的能量就能够对外作功的机器，其违反了热力学第一定律。

热力系统的特性和分类

状态方程
简单可压缩系统：N = n + 1 = 2
绝热简单可压缩系统 N = ?
状态方程基本状态参数（p,v,T)之间的关系
v f ( p,T) f ( p,v,T) 0
状态方程的具体形式
状态方程的具体形式取决于工质的性质理想气体的状态方程
pv RT pV mRT
实际工质的状态方程？？？
压缩功膨胀功
§1-2 状态和状态参数
状态：某一瞬间热力系所呈现的宏观状况状态参数：描述热力系状态的物理量状态参数的特征：
1、状态确定，则状态参数也确定，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 3、状态参数的微分特征：全微分
状态参数的微分特征
设 z =z (x , y)
要实现连续作功，必须构成循环
定义：
热力系统经过一系列变化回到初态，这一系列变化过程称为热力循环。
分类：
过程
可逆不可逆
可逆循环循环
不可逆循环
正循环
正循环：顺时针方向
p1
T
2
2 V 净效应：对外作功
1
S 净效应：吸热
逆循环
逆循环：逆时针方向
p1
T
2
2 V 净效应：对内作功
1
S 净效应：放热
热力循环的评价指标
引入可逆过程的意义
准静态过程是实际过程的理想化过程，但并非最优过程，可逆过程是最优过程。
可逆过程的功与热完全可用系统内工质的状态参数表达，可不考虑系统与外界的复杂关系，易分析。
实际过程不是可逆过程，但为了研究方便，先按理想情况（可逆过程）处理，用系统参数加以分析，然后考虑不可逆因素加以修正。

热力系统热分析

T0 e3
冷凝器
LOGO
（6）给水泵
由于给水泵本身耗功就小，因此不考虑不可逆损失，故火用损失为零，即
e1, P = 0
给水泵消耗的有用功（水泵机械火用）（kJ/kg） wP = h4 − h3 = 144.35 − 137.77 = 6.58
e4 − e3 8.58 − 2 = =1 火用效率 ηe,P = wP 6.58
' xg
LOGO 设1kg燃料燃烧放出的热量能产生质量为m的蒸气，则 q η 29300 × 0.9 m= h B = = 8.045(kg ) h1 − h4 3422 − 144.35
1kg燃料产生的烟气具有的总火用值为：
qh 29300 ' Exg = exg = × 1043.13 = 19033.3(kJ ) h1g − h0 g 1880.1 − 288.15
LOGO
各单元设备的火用损失系数
锅炉汽轮机冷凝器给水泵
ξB =
e1, B e xg = 39.43%
ξT =
e1,T e xg
= 6.32%
ξC =
e1,C exg
= 5.27%
ξP =
e1, P e xg
=0
各单元火用损系数之和
∑ξ
i =1
n
i
= 51.02%
LOGO
结论
（1）冷凝器中热量损失大，但是火用损失系数仅为5.27%。因为冷却水流量很大，带走的热量很大，但冷却吸热后温升不高，冷却水带走的火用值不大。（2）汽轮机的不可逆膨胀引起的火用损失占 6.32%，这一损失又以热能的形式存在于蒸汽中，而蒸汽进入冷凝器向冷却水放热，因此提高汽轮机相对内效率可减少火用损失。

建筑能耗计算方法综述_刘大龙

稳定的室内空气温、湿度，必须向室内提供的冷
１］（。空调冷热负荷计算分为两类：热）量和湿量［一
另一类是计算瞬时最大类是计算长期的负荷特性，
２］。分析建筑物能耗及研究建筑负荷和设计负荷［
围护结构最佳热工特性的目的不单是求得较准确的瞬态最大负荷，而更应着眼于如何能够较准确且简便地求出建筑物全年空调系统能耗。建筑能耗简化计算方法发展于２０世纪７０— ８０年代。简化计算方法的理论依据是热力学第一，定律（即能量守恒定律）通过热平衡方程，热力学第一定律被用于计算每个围护结构表面的热工参数和每个房间空气的状况参数。围护结构表面与房间空气交换的热量是房间空调设备所必需提供
ＡｂｓｔｒａｃｔＰｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆｂｕｉｌｄｉｎｅｎｅｒｃｏｎｓｕｍｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｒｏｍｓｉｍｌｉｆｉｅｄｐｇｇｙｐｐｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｔｏｄｎａｍｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ａｎａｌｓｅｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄａｌｉｃａｂｉｌｉｔｏｆｔｈｅｒｅｓｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄ．ｙｙｐｐｙｐ，Ｐｏｉｎｔｓｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｓｉｍｌｉｆｉｅｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｓｉｍｌｅｉｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｂｕｔｃａｎｎｏｔｍｅｅｔｔｈｅｄｅｍａｎｄｏｆｐｐ；ａｃｃｕｒａｔｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｅｎｅｒｃｏｎｓｕｍｔｉｏｎｆｏｒｌａｒｅｓｃａｌｅｂｕｉｌｄｉｎｓｔｈｅｄｎａｍｉｃｂｕｉｌｄｉｎｅａｒ－ｇｙｐｇｇｙｇｙ，ｅｎｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｏｂｔａｉｎｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｒｅｓｕｌｔｓｂｕｔｔｈｅｃｏｍｌｅｘｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｇｙｐ，ｅｕａｔｉｏｎｓｎｅｅｄｔｏｂｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｄｔｈａｔａｌｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｌｖｉｎｍｅｔｈｏｄｓｗｏｕｌｄｌｅａｄｔｏｌａｒｅｒｑｐｐｙｇｇｇ，ｉｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｎｄａｄｏｔｉｎｔｈｅｄｎａｍｉｃｍｅｔｈｏｄｉｓｍａｉｎｔｒｅｎｄｉｎｆｕｔｕｒｅｂｕｉｌｄｉｎｅｎｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｐｇｙｇｇｙｃｏｎｓｕｍｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．ｐ，ｃ，ｓ，ｄｕｉｌｄｉｎｅｎｅｒｃｏｎｓｕｍｔｉｏｎａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｍｌｉｆｉｅｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｎａｍｉｃＫｅｗｏｒｄｓｂｙｇｇｙｐｐｙ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｈｅａｔｂａｌａｎｃｅｅｕａｔｉｏｎｑ

基于小扰动理论的火电厂机组耗差分析

（．ＳｈｏｆｎｒｙｎｏｒｎｉｅｒｇｂｃｏｌｆｎｆｎｎａＳｉｃｄｎｉｅｒｇｏｔｈａａｃｏｌＥｅｇｄｗｅｇｎｅｎ；．ＳｈｏＥｖｏｍｅｔｌｃｅｅｎｇｎｅｉ，ＮｒＣｉｏａＰＥｉｏｎａＥｎｈｎ
ＥｅｔｃＰｗｒｎｖｒｉ，Ｂｏｉｇ０１０，ｈａｌｃｉｏｅｉｓｙａｄｎ０３Ｃｉ）ｒＵｅｔ７ｎ
Ａｂｔａｔｓｃ：Ａｅｅｅｇ－ｏｓａａｙｉｔｏｓｓｇｅｔｄｂｓｄｏｈｎｌｔｈｏｙａｄｔｅｒｆｓｌｒｎｗｎｒｙｌｓｎｌｓｓｍｅｈｄｉｕｇｓｅａｅｎｔｅａａｙｉｔｅｒｎｈｏｙｏｍａｌｃｄｓｕｂｎｅｉｔｒａｃ．Ａｃｏｄｎｅｓａｅｓａｅｍｅｏ，ｔｅｖｅｏｓｅｎｉｅｒｎ￣ｏｕｅｔｉｔｏｃｒｉｇｔｔｔｔｐｃｔｄｈｉｗｆｙｔｍｅｇｎｅｉｇｉｉｄｃｄｉｏｔｓｍｅｈｄｏｈｈｓｓｎｎｈ
的影响，这样才能消除故障，改进调整，优化调
引言
Байду номын сангаас
度，提高热电Ｊ经济性。本文在建立模型方面，的
试用自动控制系统中的状态空间分析法研究热力系电厂热力系统是一个复杂的多变量非线性系统，摒弃以主蒸汽流量为主要参数的耗差指标计算统。多变量是指影响热经济性的因素多。系统结构方法，利用小扰动理论进行系统热力计算，使耗差的变化、设备性能的改变、运行条件（当地气候条指标的计算更加准确可靠。件、所采用的煤种、外界负荷）的改变、运行方式

动力学稳定系统和热力学稳定系统

动力学稳定系统和热力学稳定系统一、概述动力学稳定系统和热力学稳定系统是物理学中两个重要的概念。

它们分别描述了系统在动力学和热力学方面的稳定性。

本文将就这两个概念进行深入探讨，并分别从理论和实际应用两个方面进行分析，以期让读者对这两个概念有一个更深入的了解。

二、动力学稳定系统1.定义动力学稳定系统是指系统在受到扰动后能够恢复到原来的稳定状态的系统。

它是从动力学的角度来描述系统的稳定性，因此在数学描述上会涉及到微分方程和稳定性分析。

2.特点动力学稳定系统具有以下几个特点：（1）稳定状态：系统在稳定状态下不会随时间发生改变。

（2）反馈机制：系统内部会存在一种反馈机制，使得系统能够对外部扰动做出响应，并将自身恢复到稳定状态。

（3）线性和非线性：动力学稳定系统既可以是线性的，也可以是非线性的，不同系统会有不同的稳定性表现。

3.应用动力学稳定系统在实际应用中有着广泛的应用，比如控制工程、生物学、经济学等领域。

在控制工程中，稳定系统是设计稳定控制器的基础，而在生物学中，稳定系统则是研究生物体稳定性的重要工具。

三、热力学稳定系统1.定义热力学稳定系统是指系统在受到热量交换或者物质交换后能够保持热力学平衡的系统。

它是从热力学的角度来描述系统的稳定性，因此在描述上涉及到能量、熵和热力学平衡。

2.特点热力学稳定系统具有以下几个特点：（1）热力学平衡：系统在热力学平衡状态下，热力学性质不会发生改变。

（2）热量和物质交换：系统会与外部环境进行热量和物质的交换，但系统本身的热力学平衡状态不受到影响。

（3）热力学势函数：热力学稳定系统的稳定性可通过热力学势函数来描述，通过热力学势函数的性质可以判断系统的稳定性。

3.应用热力学稳定系统在实际应用中也有着广泛的应用，比如化学工程、环境科学、天文学等领域。

在化学工程中，热力学稳定系统是研究化学反应平衡的基础，而在环境科学中，热力学稳定系统则是研究气候平衡和生态平衡的重要工具。

四、动力学稳定系统与热力学稳定系统的通联与区别1.通联动力学稳定系统和热力学稳定系统都是描述系统稳定性的重要概念，它们都是从不同的角度对系统的稳定性进行了描述。

(完整版)线性分析与非线性分析的区别

线性分析在结构方面就是指应力应变曲线刚开始的弹性部分，也就是没有达到应力屈服点的结构分析非线性分析包括状态非线性，几何非线性，以及材料非线性，状态非线性比如就是钓鱼竿，几何比如就是物体的大变形，材料比如就是塑性材料属性。

2．非线性行为的原因引起结构非线性的原因很多，主要可分为以下3种类型。

（1）状态变化（包括接触）许多普通结构表现出一种与状态相关的非线性行为。

例如，一根只能拉伸的电缆可能是松弛的，也可能是绷紧的；轴承套可能是接触的，也可能是不接触的；冻土可能是冻结的，也可能是融化的。

这些系统的刚度由于系统状态的改变而突然变化。

状态改变或许和载荷直接有关（如在电缆情况中），也可能是由某种外部原因引起的（如在冻土中的紊乱热力学条件）。

接触是一种很普遍的非线性行为，接触是状态变化非线性类型中一个特殊而重要的子集。

（2）几何非线性结构如果经受大变形，其变化的几何形状可能会引起结构的非线性响应。

如图5.2所示的钓鱼杆，在轻微的载荷作用下，会产生很大的变形。

随着垂向载荷的增加，杆不断弯曲导致动力臂明显减少，致使杆在较高载荷下刚度不断增加。

（3）材料非线性非线性的应力-应变关系是结构非线性的常见原因。

许多因素可以影响材料的应力-应变性质，包括加载历史（如在弹-塑性响应状况下）、环境状况（如温度）、加载的时间总量（如在蠕变响应状况下）等。

3．非线性结构分析中应注意的问题（1）牛顿-拉普森方法ANSYS程序的方程求解器可以通过计算一系列的联立线性方程来预测工程系统的响应。

然而，非线性结构的行为不能直接用这样一系列的线性方程来表示，需要一系列的带校正的线性近似来求解非线性问题。

一种近似的非线性求解是将载荷分成一系列的载荷增量。

可以在几个载荷步内或者在一个载荷步的几个子步内施加载荷增量。

在每一个增量的求解完成后，继续进行下一个载荷增量之前，程序调整刚度矩阵以反映结构刚度的非线性变化。

遗憾的是，纯粹的增量近似不可避免地随着每一个载荷增量积累误差，最终导种结果失去平衡，如图5.3a所示。

ANSYS热力学分析

第一章简介一、热分析的目的热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数，如热量的获取或损失、热梯度、热流密度（热通量〕等。

热分析在许多工程应用中扮演重要角色，如内燃机、涡轮机、换热器、管路系统、电子元件等。

二、ANSYS的热分析·在ANSYS/Multiphysics 、ANSYS/Mechanical 、ANSYS/Thermal 、ANSYS/FLOTRAN 、ANSYS/ED 五种产品中包含热分析功能,其中ANSYS/FLOTRAN 不含相变热分析。

· ANSYS 热分析基于能量守恒原理的热平衡方程，用有限元法计算各节点的温度，并导出其它热物理参数。

· ANSYS 热分析包括热传导、热对流及热辐射三种热传递方式。

此外，还可以分析相变、有内热源、接触热阻等问题。

三、ANSYS 热分析分类·稳态传热：系统的温度场不随时间变化·瞬态传热：系统的温度场随时间明显变化四、耦合分析·热－结构耦合·热－流体耦合·热－电耦合·热－磁耦合·热－电－磁－结构耦合等第二章基础知识一、符号与单位项目国际单位英制单位 ANSYS 代号长度 m ft时间 s s质量 Kg lbm温度℃ oF力 N lbf能量（热量） J BTU功率（热流率） W BTU/sec热流密度 W/m2 BTU/sec-ft2生热速率 W/m3 BTU/sec-ft3导热系数 W/m-℃ BTU/sec-ft-oF KXX对流系数 W/m2-℃ BTU/sec-ft2-oF HF密度 Kg/m3 lbm/ft3 DENS比热 J/Kg-℃ BTU/lbm-oF C焓 J/m3 BTU/ft3 ENTH二、传热学经典理论回顾热分析遵循热力学第一定律，即能量守恒定律:l 对于一个封闭的系统（没有质量的流入或流出〕PE KE U W Q D D D = -式中: Q ——热量;W ——作功;DU ——系统内能;DKE——系统动能；DPE ——系统势能；l 对于大多数工程传热问题： 0 ＝＝ PE KE D D ；l 通常考虑没有做功： 0 = W , 则： U Q D = ；l 对于稳态热分析： 0 = D = U Q ，即流入系统的热量等于流出的热量；l 对于瞬态热分析：dtdU q = ，即流入或流出的热传递速率q 等于系统内能的变化。

动力学的非线性系统和应用

动力学的非线性系统和应用动力学的非线性系统是一种非线性现象，它包括了非线性函数、非线性微分方程和非线性控制等。

这种系统具有很多重要的应用，比如在物理学、化学、工程学、生物学等领域都有着广泛应用。

本文将介绍动力学的非线性系统以及它的一些应用。

一、动力学的非线性系统1、非线性函数非线性函数是指函数的值与自变量不成比例的函数。

它的表达式通常不是一元的，而是多项式的。

比如 y=x^2 就是一个非线性函数。

非线性函数的性质往往比较复杂，这是因为它们的微分方程不能直接求解，需要通过数值计算来实现。

2、非线性微分方程非线性微分方程是指微分方程中的系数是非线性的函数。

这种方程比线性微分方程要难解得多，也更具有挑战性。

非线性微分方程是数学、物理、化学和生物等学科的重要研究对象。

其中最著名的非线性微分方程是洛仑兹方程，它可以模拟风洞、流体力学、固体物理学、生物化学等领域的实际问题。

3、非线性控制非线性控制是指控制系统中的反馈信号是非线性的函数。

这种控制方法通常需要基于模型的预测，而不是单纯的反馈控制。

非线性控制被广泛应用于空间、航空、化工、电力等领域。

二、动力学的非线性系统的应用1、物理学动力学的非线性系统在物理学上有着广泛的应用。

比如，在材料学中，非线性动力学模型可以用来描述材料的变形和断裂。

在传热学和建筑学中，非线性动力学模型可以用来分析建筑物的温度和声波传播。

此外，在天文学、量子力学等领域，非线性动力学模型也有着重要的应用价值。

2、化学动力学的非线性系统在化学上也有着广泛的应用。

比如，在化学反应过程中，非线性动力学模型可以用来描述化学物质的浓度和反应速率。

此外，在化学热力学、表面化学、纳米技术等领域，非线性动力学模型也有着广泛的应用。

3、生物学动力学的非线性系统在生物学上也有着广泛的应用。

比如，在人体生理系统中，非线性动力学模型可以用来描述心脏跳动的过程。

在生态学、免疫学和神经科学等领域，非线性动力学模型也有着重要的应用价值。

工程热力学基本概念

5 t[°C ] = (t[ F ] − 32) 9
t [ F ] = t [ R ] − 459.67
Temperature Measurement Devices 日常：水银温度计，酒精温度计， thermometer 工业：热电偶 Thermocouple 热电阻 Resistance temperature detector 辐射温度计Radiation thermometer 计量：铂电阻温度计 Platinum
工程热力学
第一章
状态方程 ⎯ 基本状态参数（p,v,T)
之间的关系
f ( p, v, T ) = 0
p = f (v, T )
工程热力学
第一章
状态方程的具体形式理想气体的状态方程
pv = Rg T pV = mRg T
pV = nRT
工程热力学
第一章
状态参数坐标图
简单可压缩系 N=2，可用平面坐标图表示状态,
V 比参数： v = m
比体积
U u= m
比热力学能
H h= m
比焓
S s= m
比熵
单位：/kg
摩尔参数
具有强度量的性质。（ /kmol ）
工程热力学
第一章
1-3 基本状态参数
压力 p、温度 T、比体积 v （可测量） 1.压力 p ( pressure )
定义物理中叫压强，单位: Pa ( N/m2)
工程热力学
第一章
一般过程
p1 = p0+重物 T1 = T0 突然去掉重物 p2 = p 0 最终 T2 = T0
p0
p
1.
.
p，T
2 v
工程热力学

关于热电厂热力系统节能减排及优化的探讨

关于热电厂热力系统节能减排及优化的探讨【摘要】：热电厂的运营与群众生活息息相关，新时期热电厂不断加强改革创新力度，在全面提升服务质量的同时，高度重视节能减排工作开展。

本文从热电厂热力系统节能减排入手，讨论热电厂热力系统节能减排优化方向，并分析如何提升热电厂电力系统节能减排质量，希望对相关研究带来帮助。

【关键词】：热电厂；热力系统；节能减排；优化前言为了满足社会用电需求，热电厂不断扩大生产规模、提升运营水平，与此同时在燃烧煤碳的过程中也存在着一定环境污染问题。

在大力倡导可持续发展理念的今天，热电厂需要积极开展节能减排工作，以下对相关内容进行分析。

一、热电厂热力系统节能减排在热电厂中，热力系统由诸多设备设施组成，通过汽水管道并按照指定顺序设置锅炉、汽轮机、水泵等设备，并相互连接。

热力系统涵盖给水回热、中间再热、废热利用等子系统，并且热力系统和子系统相互联系，最终满足社会供电需求。

在热电厂系统运行过程中会耗费大量资源和能源，因此需要结合热电厂实际情况，加强对先进技术的利用，优化和改造热电厂热力系统，对产业结构优化调整。

新时期，热电厂的热力系统通过优化改造达到了节能降耗的目标，与此同时通过实时监控热力系统可以调整管理方案，在降低能耗的同时带来更大经济效益，实现自身可持续发展[1]。

二、热电厂热力系统节能减排优化方向（一）系统运行诊断在可持续发展理念下，热电厂高度重视节能减排工作开展，通过技术措施和管理措施促进内部升级改造，有效提升了热力系统的运行效率，降低了能源消耗。

通过对汽轮机发电机组的热力系统进行优化，提升系统主机的热效率，最大程度降低系统设备运行能耗，所以需要基于热力系统理论全面诊断和分析系统运行情况，找出造成热力系统能耗高的原因，并加以改造。

（二）系统能耗检测基于热力系统理论基础，利用信息技术分析热力系统运行参数，监测热力系统运行消耗，进而确定能耗分布情况，以此达到节能降耗目标。

在实际操作中，要求技术人员根据能耗分布情况以及能耗增大的原因，合理调整方案，这一过程中需要利用先进技术，比如通过微电子技术和热力系统的有机结合实时掌握能耗数据，提升管理效果。

非线性海冰温度系统的热力学参数辨识和数值模拟

１６．４：４０ — ４９８１１９２２．
［］６
ＬｉＢ．Ｆｕｚｙｒｎｄｍｈａｃ — ｏｓｒｉｅｏｒｍｍｉｇｕｚａｏｃｎｅｃｎｔａｎｄｐｒｇａｎ
［］ＩＥＴａｓｃｉｓｎＦｚｙｔ，０１９（）Ｊ．ＥｒａｔｎｕｚＳｓｍｓ２０，５：ｎｏｏｙｅ
维普资讯
第７卷第９期
２００８年９月
南阳师范学院学报
ＪｕｎｌｏｎａｒｌＵｎｖｒｉｙｏｒａｆＮａｙｎｇＮｏｍａｉｅｓｔ
Ｖ０＿ＮＯ９ｌ７．Ｓｐ２０８ｅ．０
北极海冰对北极和全球环境有着极其重要的影响，之北极地区资源丰富，以２加所０世纪６０年
代以来，北极海冰的研究越来越多地引起各个领对
１一维海冰热力学模式
海冰的热力学过程主要是一０３，２２１３—１０（）：４６．
ｇａｉｇｗｔｄｆｒｎｃａｃｅｓｒｓＪ．Ｉｆｒａｒｍｍｎｉｉｅｅｔｈｎｅｍａｕｅ［］ｎｏｍ — ｈｆ
ｔｎ：ＡｎＩｔｒａｉｎｌＪｕａ，０３，（）：１５—１３ｉｏｎｅｎｔａｏｎｌ２０６２ｏ２３．
［］５
ＬｉＫ，ＬｕｕＹｉＢ．Ｆｕｚａｏｖｒａｌｓ：Ａｓａａｘ— ｚｙｒｎｄｍａｉｂｅｃｌｒｅ

热工基础与应用 (第4版)课件：热能转换的基本概念和基本定律

§2-2 热力学能和总储存能一、内部储存能——热力学能：工质微观粒子所具有的能量。
分子运动所具有的内动能
热力学能
分子间由于相互作用力所具有的内位能维持一定分子结构的化学能和原子核内部的核能
热力学能U 是状态参数；比热力学能 u＝U/m
热工基础与应用
二、外部储存能
Ek
1 mc2 2
或
ek
1 c2 2
可逆过程的热量
热工基础与应用
§1-3 热力循环
1、定义：
工质从某一初态出发经历一系列热力状态变化后又回到原来初态的热力过程．即封闭的热力过程,简称循环。
2、分类 : 按性质按目的
可逆循环:全部由可逆过程构成。不可逆循环:只要存在不可逆过程。
正循环(即动力循环)：对外输出动力。逆循环(即制冷循环或热泵循环）：制冷或制热。
q du pdv
或
2
q u pdv
1
热工基础与应用
§2-5 稳定流动系统的能量方程
一、稳定流动系统
1、定义：稳定流动系统是指热力系统内各点状态参数不随时间变
化的流动系统。
2、实现条件：
(1)进出系统的工质流量相等且不随时间而变；
(2)系统进出口工质的状态不随时间而变；
(3)系统与外界交换的功和热量等所有能量不随时间而变。
热工基础与应用
四、状态参数坐标图和状态方程式
1、独立的状态参数：简单可压缩系统 2 。
2、状态参数坐标图
p
T
p1
1( p1, v1 )
T1
1 (T1 , s1 )
O
v1 v
O
3、状态方程式
状态参数坐标图
s1 s

热工学习笔记总结：不可错过的知识点和学习方法

热工学习笔记总结：不可错过的知识点和学习方法热工学是机械工程领域中极其重要的一门学科，它与热力学、流体力学以及传热学息息相关。

通过热工学的学习，我们可以深刻理解机械设备、热力系统以及能源的运行原理，有助于我们在职业生涯中提高专业素质和技能水平。

本文将总结一些热工学中不可错过的知识点和学习方法，以供读者参考。

一、重要知识点1. 热力控制系统：热力控制是热工学领域中极为重要的一个领域。

掌握热力控制的原理和方法可以帮助我们更好地实现机械设备的运行控制和能源的利用。

2. 热力学基本概念：热工学和热力学密切相关，热力学的基本概念是我们学习热工学的基础。

理解热力学中的热量、功、焓、熵等概念，可以帮助我们更好地理解能量转化和传递的过程。

3. 热力学公式：热力学公式是热工学中的重要内容之一。

学习热力学公式可以帮助我们更好地理解热力学中的各个概念和原理，并应用于实际问题中。

4. 热力系统分析：热力系统分析是热工学中的一项基本技能。

通过对热力系统的分析，我们可以掌握热力系统的性能和特点，从而为热力系统的调整和优化提供重要参考。

5. 能源利用分析：能源利用分析是热工学的一个重要领域，学习能源利用分析可以帮助我们更好地理解热力系统中能量的转化和利用过程，从而为科学合理的能源利用提供重要参考。

二、有效学习方法1. 充分理解概念：在学习热工学的过程中，我们需要充分理解相关概念和定义。

如果没有掌握好基本概念，就很难理解后续的知识内容了。

2. 实验练习：通过实验练习可以更好地理解热工学中的各种概念和原理。

实验练习可以帮助我们更好地掌握热力学中的一些公式和分析方法。

3. 培养逻辑思维能力：热力系统分析和能源利用分析需要我们培养逻辑思维能力。

在学习过程中不仅要进行计算、分析，还要注意运用逻辑思考问题所在，这可以帮助我们更好地掌握热工学中的知识内容。

4. 培养创新能力：在学习热工学中，我们需要根据已有的理论知识来解决实际的问题。

因此，我们需要培养创新能力，不断总结和提炼经验，从而更好地解决实际问题。

热力学中的热力学循环和热效应分析

热力学中的热力学循环和热效应分析热力学循环是热力学的一个重要概念，它用于描述能量在热力系统中的循环传递过程。

通过热力学循环，我们可以了解到能量在系统中的变化和转化情况，从而进一步分析热力学效应。

本文将介绍热力学循环的基本概念和常见类型，并分析热力学循环中的热效应。

一、热力学循环的基本概念热力学循环是指一系列经过不同热力学过程组成的过程链，它是一个封闭系统，在循环过程中可以将能量从一个位置转移到另一个位置。

在热力学循环中，系统经历的过程可以是绝热过程、等温过程、等容过程或绝热等容过程等。

热力学循环通常由四个基本过程组成：膨胀、压缩、冷却和加热。

在膨胀过程中，系统吸收能量并做功；在压缩过程中，系统对外界做功并释放能量；在冷却过程中，系统放热；在加热过程中，系统吸热。

二、常见的热力学循环类型1. 卡诺循环卡诺循环是热力学循环中最为理想的循环，它由两个等温过程和两个绝热过程组成。

卡诺循环的特点是在给定温度范围内，效率最高。

卡诺循环的循环过程如下：- 等温膨胀过程：系统与高温热源接触，吸收热量并膨胀。

- 绝热膨胀过程：系统与绝热边界接触，无传热发生，进行绝热膨胀。

- 等温压缩过程：系统与低温热源接触，放出热量并压缩。

- 绝热压缩过程：系统与绝热边界接触，无传热发生，进行绝热压缩。

2. 斯特林循环斯特林循环是一种通过周期性的绝热和等温过程进行能量转换的热力学循环。

它是一种理想化的循环，用于实现热机和制冷机。

斯特林循环的基本过程如下：- 绝热膨胀过程：系统与绝热边界接触，无传热发生，进行绝热膨胀。

- 等温膨胀过程：系统与高温热源接触，吸收热量并膨胀。

- 绝热压缩过程：系统与绝热边界接触，无传热发生，进行绝热压缩。

- 等温压缩过程：系统与低温热源接触，放出热量并压缩。

三、热力学循环中的热效应分析在热力学循环中，热效应是指系统在热力学过程中产生的吸热或放热现象。

热效应直接影响到热力学循环的效率和能量转化效果。

1. 卡诺循环中的热效应在卡诺循环中，等温过程中的吸热和放热是系统热效应的主要表现。

高等数学在能源与动力工程中的应用

高等数学在能源与动力工程中的应用高等数学在能源与动力工程中扮演着重要的角色，它提供了解决问题的数学工具和技巧。

以下是高等数学在能源与动力工程中的一些应用。

1. 建模与优化：高等数学为能源与动力工程提供了建模和优化的基础。

通过对系统的数学建模，可以分析系统的行为和性能。

利用微积分和线性代数的方法，可以推导出系统的方程和约束条件，从而构建数学模型。

进一步，通过优化方法，可以最大化系统的效率或优化系统的设计，例如最小化燃料消耗或最大化能源转换效率。

2. 动力系统分析：高等数学也广泛应用于动力系统的分析。

动力系统是指能量转换和传输的系统，例如热力系统、电力系统和机械系统。

通过微分方程和矩阵论等数学工具，可以对动力系统的稳定性、振动和响应进行分析。

这些分析结果可以用于系统的设计和控制，从而提高系统的性能和可靠性。

3. 热传导与传热分析：在能源工程中，热传导和传热是重要的研究方向。

高等数学提供了解决热传导和传热问题的方法。

通过偏微分方程和变换方法，可以建立热传导方程，并求解温度分布和热流量。

这些结果对于设计高效的热交换器、优化能量储存系统和改进热工工艺有着重要意义。

4. 最优化问题：在能源与动力工程中，最优化问题是常见的。

通过数学建模和最优化方法，可以解决例如能源供应链中的最优配送问题、电力系统中的最优发电调度问题等。

高等数学提供了线性规划、非线性规划和动态规划等方法，用于寻找最优解决方案。

5. 数据分析与建模：高等数学在能源与动力工程中也用于数据分析与建模。

通过统计学和回归分析的方法，可以分析系统的数据，了解系统的性能和特征。

这些分析结果可以用于建立预测模型、优化系统运行和改进系统设计。

总之，高等数学在能源与动力工程中的应用非常广泛，无论是建模与优化、动力系统分析、热传导与传热分析、最优化问题还是数据分析与建模，都离不开高等数学的支持。

通过数学的方法，能源与动力工程的研究者能够更好地理解和改进能源系统的性能，为提高能源利用效率和保护环境做出贡献。