能源工程与动力机械基础

3100
89.8
2005—2010年一次能源生产、消费总量情况 2005—2010年单位国内生产总值能源消费量
能源概况
• 能量转换过程 Chemical
Fuel Cells
Bat t eries R eac t ion
Fusion Fission C om bus t ion
2010年
年均增长率 （%）
29.7
6.6
32.4
6.6
2
2.1
948
14
2.8
11.8
32.5
6.6
31.2
6.1
4.3
5.4
1075.8
18.1
41934.5
11.0
42072
11.0
7222
12.7
33319
10.2
739
6.8
4ຫໍສະໝຸດ Baidu6
−−
9.7
13.3
2.2
12.9
7.1
12.7
1082
9.6
能源工程与
动力机械基础
程文龙，叶桃红
联系电话：63600305（程） 63603048（叶）
Email: . 办公室：力学1楼515
主要内容
• 能源概况及基本原理
• 有关热能利用与动力机械 在能量转换与利用的规律、 系统、形式、性能、环境 等方面的共同性技术基础 内容。
• 典型动力机械及系统
• 内燃动力 • 蒸汽轮机 • 燃气轮机 • 火箭及喷气发动机 • 热力发电
全社会用电量 全口径发电量
其中：水电 火电 核电 风电
电力装机规模 其中：水电 火电 核电 风电
单位
亿吨标准煤 亿吨 亿吨
亿立方米 亿吨标准煤 亿吨标准煤
亿吨 亿吨 亿立方米 亿千瓦时 亿千瓦时 亿千瓦 亿千瓦 万千瓦 万千瓦 亿千瓦 亿千瓦 亿千瓦 万千瓦 万千瓦
2005年
21.6 23.5
1.8 493 1.6 23.6 23.2 3.3 467.6 24940 25003 3970 20473 531 −− 5.2 1.2 3.9 685 126
能量单位
• 能量的单位：
• 能量单位与功的单位一致：焦耳、千瓦时 等
• 煤当量（标准煤）：1kg标准煤的发热量为 29.3MJ (kgce)（7000kcal）
• 注：我国、日本、前苏联、西欧大陆国家以及 联合国：7000kcal；英国、美国（据用作能源 的煤的加权平均热值确）：26.4MJ
• 油当量（标准油）：1kg标准油的发热量为 41.8MJ (kgoe)，10000kcal（我国和OECD）
• 能源分类之三：使用情况
常规能源：煤炭、石油、天然气、水能等。 新能源：太阳能、地热能、生物质能、风能、 海洋能、核聚变能等。
能源分类
• 能源的分类
• 各种能源折标准煤参考系数
能源概况
能源概况
能源概况
• 十一五能源发展
指标
一次能源生产总量 其中：煤炭 原油 天然气 非化石能源
一次能源消费总量 其中：煤炭 石油 天然气
• 也可用吨标煤（tce）以及吨标油（toe）表 示
能量单位——近似热当量
Mbdoe： millions of barrels per day oil equivalent 日产石油百万桶当量
能量转换
能源分类
• 什么是能源？
所谓能源就是能够直接或经过转换 而获取某种能量的自然资源。
能源分类
• 能源分类之一：来源
二次能源：由一次能源加工或转 换而成的另一种形态的能源产品 ，如电力、蒸气、焦炭、煤气、 氢气、各种石油制品等。
可再生能源：可不断再生 并有规律得到补充的能源 。如水能、生物质能、风 能、太阳能等。
非再生能源：短期内无法 恢复的能源。煤炭、石油 、天然气等。
非再生能源日益减少， 终会枯竭！！
能源分类
3. 魏保太主编，能源工程，华中理工 大学出版社，1985
4. 李业发、杨廷柱编著，能源工程导 论，中国科学技术大学出版社， 1999
5. 王革华主编，新能源概论，2006年 8月
6. 汤学忠主编，热能转换与利用（第 二版），化学工业出版社，2002
学术期刊： 1. 工程热物理学报 2. 太阳能学报 3. 热能动力工程 4. 制冷学报 5. 中国电机工程学报 6. 内燃机学报 7. 内燃机工程 8. 航空动力学 9. 推进技术 10. 汽轮机技术 11. 工业锅炉 12. 燃烧科学与技术
化学能：是一种仅以贮存能的形式存在的能量，当不同物质 的原子和(或)分子相结合时释放出来。例如，燃料燃烧就是 物质间发生放热的化学反应，使化学能转换成热能。
核能：核能(原子能)又是一种仅以贮存能形式存在的能量形 式。它是蕴藏在原子核内部的能量，又称核内能，在粒子相 互作用或原子核中的粒子相互作用，即发决原子核反应时释 放出来。原子核反应通常有放射性衰变、核裂变和核聚变三 种类型，其中核裂变和核聚变反应可释放大量能量。有广阔 的应用前景。
13. Energy
14. Applied Energy
15. Applied Thermal Engineering
16. Solar Engineering
第一章 能源概况
程文龙
能量形式
• 能量有哪些形式？
机械能：通常以做功的形式出现，可方便有效地转化为其它 形式的能。如动能、势能、弹性能、表面张力能等
热能：一种基本的能量形式，与微观粒子运动相关的能量， 在宏观上以温度的高低来表示，其它能量可完全转化为热能
电能：与电子的流动与积累有关的能量，以静电场能和感应 电场能的形式存在，以电流的形式传递。可方便有效地转化 为其它形式的能
能量形式
辐射能：以电磁波的形式发射的能量(电磁能)，热辐射是一 种由原子振动所产生的电磁能
第一类：来自于太阳能，除太阳辐射 外，还包括：煤炭、石油、天然气、 生物质能、水能、海洋能
第二类：来自于地球本身，如地热能 以及铀、钍等核燃料
第三类：月亮和太阳等天体对地球吸 引力所产生的能量
能源分类
• 能源分类之二：成因
一次能源：凡自然界现已存在的 、并可直接取得而不改变其基本 形态的能源，如煤炭、石油、大 然气、水能、生物质能、地热能 、风能、太阳能等。
• 热发生及传递装置
• 锅炉及换热器
• 热利用
• 新能源利用 • 制冷与空调
• 系统辅助装置
• 泵与风机
开课目的
？
考试形式
• 考察 • 每人一个学术报告
• 报告 • 回答问题 • 提问
参考资料
参考书籍：
1. 李汉炎，吴胜春，刘嘉智，陈滢编， 热工设备，
2. 王中铮编著，热能与动力机械基础， 机械工业出版社，2000年