热工基础 第0章 绪论

热工基础
先修课程：大学物理、高等数学 教材：傅秦生 主编. 热工基础与应用. 第2版.机械工业出版社 主要参考书： 1、童均耕，赵镇南. 热工基础. 高等教育出版社
2、张学学主编. 热工基础. 第二版. 高等教育出版社
3、李玉柱，贺五洲主编. 工程流体力学. 清华大学出版社
《热工基础》包含工程流体力学、工程热力学、传热
的计算方法；
• 培养科学的逻辑思维能力，为毕业后从事工程设计、 管理和科学研究提供必要的理论基础及良好的工程素养。
第0 章
绪论
0.1 热工基础的研究对象及主要内容
一、研究对象
工程流体力学——流体处于平衡状态与运动状态的运
动规律及其工程应用。
液体：无形状，有一定体积，不易压缩，存在自由（液）面 流体 气体：既无形状，也无体积，易于压缩
分内容相互渗透交叉。 工程流体力学以牛顿运动定律和质量守恒定律为主要基础。
热力学第一定律 、热力学第二定律、工质热力性质和热
力过程是贯穿工程热力学整个内容的主线。 热平衡方法的应用（能量守恒）是贯穿传热学内容的主线。
所以要注意学习将工程实际问题简化抽象为物理模
型的原则和方法，并给出正确的数学描述；学习分 析和解决实际问题的逻辑思维方式和巧妙的迂回手
研究；
2、必要时引入气体分子运动学和统计物理理论解
释一些热现象的本质。
三、传热学：也主要采用宏观方法
同样是归纳无数经验事实，得到热传导、热对
流和热辐射的基本定律。具体可利用解析法、实验
法和数值法进行分析计算，各种方法相辅相成，互
为补充。
0.3 课程特点与学习方法
一、课程特点
课程特点：概念多、公式多、内容抽象、逻辑严密，各部
普适性差
数值计算
解条件→编制计算程序→计算并
近似性 不稳定性
分析答案
实验
理论分析、实验研究和数值计算相结合。三个方面是互相补充和 验证，但又不能互相取代的关系。
二、工程热力学：宏观为主，微观为辅。
方法特点:
1、把物质系统看作一个整体，以实践为依据，以
热力学第一、第二定律为基础，运用严密的逻辑推
理，对宏观现象和热力过程的性质和规律进行分析
学来自百度文库门课程的基础知识。
工程流体力学主要研究流体平衡与运动的规律及流体 与周围物体的相互作用。
工程热力学主要研究能量转换与能量的有效利用。
传热学主要研究热量传递过程及其规律。
教学目的和任务：
• 掌握流体力学、热力学和传热学的基本理论，并能理
论联系实际地对工程实际问题进行分析计算； • 为学习后续有关专业课程提供必要的基础理论和基本
固定边界：水工 建筑物、河床、 海洋平台等
运动边界：飞 机、船只等
a. 流体荷载（设计管道壁厚） 工程中的三大问题
b. 流体的输送能力（确定流量）
c. 流动的形态（确定能量损耗）
工程热力学：
基本概念 工质的热力性质 1. 基础理论 基本定律 数学模型及求解方法
2. 各种热力过程的分析、计算 3. 部分典型热工设备的工作原理、热力过程 分析及计算。 传热学：热传导、对流换热、辐射换热和传热过程。
0.2 研究方法
一、工程流体力学
研究方法 进行步骤
建立理论模型→建立方程组与定
优点
普适性好 发现新现象、新
缺点
数学难度大
理论分析
解条件→求解析解→算例验证
建立实验模型并选取实验介质→
分析解有限
实验研究
测定有关物理量→拟合实验数据 原理，验证其它 找出准则方程式 建立理论模型→建立方程组与定 方法得到的结论 应用面广泛，结 果直观——数值
4、独立完成作业，在可能的情况下多看一些例题，并作适当归纳。
段，并通过实验培养自己的动手能力。
二．学习方法建议
1、重视对基本概念和基础理论的学习。对基本概念和术语要注意
理解其物理本质; 对公式要理解公式中每一项的物理意义,理解 性地记忆,并注意公式的使用条件。 2、针对逻辑性强、各部分内容相互渗透交叉特点,应注意各部分 内容之间的相互联系, 按课堂讲授内容的顺序进行学习和复习。 3、学习过程主动思考，多提问题，及时复习小结。
工程热力学——热能与机械能的相互转换规律及其 工程应用。 • 热能→机械能: 动力装置(蒸汽轮机、燃气轮机、 内燃机、原子能动力装置等)
• 机械能→热能: 制冷、热泵、空气分离装置等
传热学——热量传递过程规律及工程应用。
二、主要研究内容
①流体在外力作用下，静止与运动的规律；
工程流体力学
②流体与 边界 的相互作用。