热工基础资料
热工基础参考文献
热工基础参考文献
热工基础是研究热能转换、传递以及热力系统运行规律的科学，它在能源、动力、环境等多个领域都有着广泛的应用。
以下是一些关于热工基础的重要参考文献：
1.《热工基础与应用》(第2版)：这本书是教育部"面向21世纪高等
教育教学内容和课程体系改革计划"的研究成果之一，也是普通高等教育"十一五"国家级规划教材。
它主要介绍了热能转换的基本概念
和基本定律，以及工质的性质等内容。
2.《热工基础》：这本书讨论了热力学在工程上的研究与应用，涉及
能量转换方式和利用效率等技术问题，具有较高的实用价值。
3.《热工基础第2版》：本书在第1版的基础上，总结了近几年的
教学改革经验进行修订。
书中整合了“工程流体力学”、“工程热力学”
和“传热学”三门课程的内容，既保持了各部分的独立性，又考虑了
知识的前后关联，力求整体上的协调统一。
这些文献不仅为热工基础的学习提供了理论基础，也为其在实际工程中的应用提供了指导。
如果您需要更深入的研究或特定领域的应用，建议查阅相关专业期刊或者咨询相关领域的专家。
热工基础(张学学)第一章.ppt
溶解、燃烧、电加热等。
可逆过程是一个理想过程。可逆过程的条件：准平衡过 程＋无耗散效应。
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1-5 功量与热量
1. 功量与示功图
(1) 膨胀功
工质在体积膨胀时所作 的功称为膨胀功。符号为W，
单位为J 或kJ。
对于微元可逆过程：
W pAdx pdV
功是过程量而不是状态量。
因此，微元功只能用δw表示， 而不能用dw表示。
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2. 热量、熵与示热图
（1）热量
系统与外界之间依靠温差传递的能量称为热量，符号为 Q ，单位为J 或kJ。
单位质量工质所传递的热量用 q 表示，单位为 J/kg 或
kJ/kg。
热量正负的规定：系统吸热时q > 0；系统放热时q < 0 。 热量和功量都是系统与外界在相互作用的过程中所传递 的能量，都是过程量而不是状态量。
单位面积上所受到的垂直作用力（即压强）。单位为Pa （帕），1 Pa =1 N/m2 。
压力测量：
绝对压力 p；
大气压力 pb； 表压力 pe； 真空度 pv。
只有绝对压力 p 才是状态参数。 当绝对压力 p 高于大气压力 pb 时，有：p = pb + pe 当绝对压力 p 低于大气压力 pb 时，有：p = pb － pv
物质交换的系统。系统的容 积始终保持不变，也称为控 制容积系统。 （3）绝热系统：与外界没 有热量交换的系统。
（4）孤立系统：与外界既 无能量（功量、热量）交换 又无物质交换的系统。
进口
出口
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1-2 平衡状态及基本状态参数
1. 平衡状态
（1）状态（热力状态）
904热工基础
904热工基础【最新版】目录一、热工基础的概念与重要性二、热工基础的基本原理三、热工基础的应用领域四、热工基础的发展趋势正文一、热工基础的概念与重要性热工基础，全称为热能工程基础，是一门研究热能的生成、转换、传输及利用的学科。
它主要研究热力学、传热学、燃烧学等基础理论，以及热力设备、热力系统等实际应用。
在我国能源领域，热工基础占据着重要地位，对于能源的开发、利用和节约具有重要意义。
二、热工基础的基本原理热工基础主要包括以下几个方面的基本原理：1.热力学原理：研究热能与其它能量之间的转换关系，如热力学第一定律和第二定律。
2.传热学原理：研究热能在不同介质中的传输规律，如导热、对流和辐射传热。
3.燃烧学原理：研究燃料与氧气在特定条件下的化学反应过程，如燃烧反应动力学和燃烧过程的控制。
三、热工基础的应用领域热工基础在多个领域具有广泛的应用，如：1.能源工程：包括火力发电、核能发电、太阳能发电等，热工基础为这些领域提供理论基础和设计依据。
2.化工过程：石油化工、煤化工、天然气化工等，热工基础为化工过程提供热能转换和利用的技术支持。
3.冶金工业：钢铁、有色金属等，热工基础为冶金工业提供高温熔炼、热处理等关键技术。
4.航空航天：火箭推进、发动机燃烧等，热工基础为航空航天领域提供高性能热力系统的设计与优化。
四、热工基础的发展趋势随着全球能源需求的增长以及环境污染问题的加剧，热工基础在未来发展中将面临诸多挑战和机遇。
具体表现在以下几个方面：1.高效清洁能源技术的研究：热工基础将更加注重高效、清洁、可再生能源技术的研究，以降低能源消耗和减少环境污染。
2.节能减排技术的发展：热工基础将加大对节能减排技术的研发力度，提高能源利用效率，降低碳排放。
3.热工系统智能化：随着信息技术的发展，热工基础将引入大数据、云计算等技术，实现热工系统的智能化和优化运行。
总之，热工基础作为能源领域的重要学科，对于我国能源事业的发展和环境保护具有重要意义。
热工基础知识
湿空气：含有水蒸气的空气。 1、相对湿度： 2、含湿量： 3、湿空气焓： 4、焓-含湿图：
湿空气过程 1、加热（或冷却）过程 2、冷却去湿过程 3、干燥过程
第二十一页，课件共63页
第二节 传热学
第二十二页，课件共63页
1、第一类边界条件 图示：4.2-7、 4.2-8、 4.2-9 公式：4.2-8、4.2-9 2、第三类边界条件 图示：4.2-9 公式：4.2-10、4.2-11 3、应用：P75例题6
第二十六页，课件共63页
一、导热传热
例题：一双层玻璃窗由宽1m，高1.2m，厚3mm的玻璃
和其中间的厚为5mm空气间隙组成。设空气层仅起导热
假设过程为稳态,试计算加热膜所施加的热流密度大 小。
解：材料1侧:q1=(t0-t1)/(δ1/λ1)=1680W/m2, 材料2侧:q2=(t0-tf)/(δ2/λ2+1/h)=975W/m2,
q= q1 + q2=2655W/m2
第二十八页，课件共63页
一、导热传热
圆筒壁导热 1、第一类边界条件 图示：4.2-10 公式：4.2-12、4.2-13 2、第三类边界条件 图示：4.2-10 公式：4.2-12、4.2-13 3、应用： P75例题7
热工基础知识
第一页，课件共63页
第一节 第二节
第三节
第四节
工程热力学 传热学
流体力学
热工测量技术
第二页，课件共63页
第一节 工程热力学
第三页，课件共63页
第一节 知识结构
一、热力学第一定律 二、理想气体性质及热力过程 三、热力学第二定律 四、水蒸气 五、气体和蒸汽流动 六、气体和蒸汽动力循环 七、湿空气
热工基础(正式)全
正向运动（膨胀）时，吸 收热源的热量，所作膨胀功除 去用于排斥大气外，全部储存 在飞轮的动能中。
若无摩擦等耗散效应
反向运动（压缩）时，利用飞 轮的动能来推动活塞逆行，压缩工 质所消耗的功恰与膨胀功相等。
同时压缩过程中质向热源所 排热量也恰与膨胀时所吸收的热 量相等。
如果系统经历了一个过程后，系统可沿原过程的路线反 向进行，回复到原状态，不在外界留下任何影响，则该过 程称为可逆过程。
热力学第零定律
如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系 统处于热平衡(温度相同)，则它们彼此也必定处于热平衡。 这一结论称做《热力学第零定律》。
热力学第零定律表明，一切互为热平衡的系统具有一 个数值上相等的共同的宏观性质──温度。温度计测定物体 温度正是依据这个原理。
热力学第零定律的重要性在于它给出了温度的定义和 温度的测量方法。它为建立温度概念提供了实验基础。
理想气体实际并不存在， 在现实物质中，即使是绝热可 逆过程，系统的熵也在增加， 不过增加的少。
热力学第三定律发现者 德国物理化学家能斯特
三、理想气体的状态方程
kg K
pV mRgT
Pa m3
pv RgT pV nRT p0V0 RT0
1kg n mol 1mol标准状态
气体常数：J/(kg.K) R=mRg=8.3145J/(mol.K)
(2) 特别是在下列技术领域存在传热问题
a 航空航天：高温叶片冷却；空间飞行器重返大气 层冷却；超高音速飞行器（Ma=10）冷却；
b 微电子： 电子芯片冷却 c 生物医学：肿瘤高温热疗；生物芯片；组织与器
官的冷冻保存 d 军 事：飞机、坦克；激光武器；弹药贮存 e 新 能 源：太阳能；燃料电池
060102热工基础期末考试复习资料
《热工基础》课程综合复习资料一、单选题1.平板的单位面积导热热阻的计算式应为（）。
A．δ/λB．δ/(kA)C．1/hD．1/(kA)答案：A2.冷冻水管与支架之间垫以木托，是为了防止（），减少能量损失。
A．热辐射B．热扩散C．热传导D．热对流答案：C3.对流传热是以（）作为基本计算式。
A．傅立叶定律B．牛顿冷却公式C．普朗克定律D．热路欧姆定律答案：B4.对流传热的表面传热为1000W/（m2·K）、温度为77℃的水流经27℃的壁面，其对流换热的热流密度为（）。
A．8×104W/m2B．6×104W/m2C．7×104W/m2D．5×104W/m2答案：D5.在电站锅炉中，由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是（）。
A．热对流B．热辐射C．导热D．都不是答案：B6.将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是（）。
A．减少导热B．减小对流换热C．减少对流与辐射换热D．减少导热与对流换热答案：D7.黑体表面的有效辐射（）对应温度下黑体的辐射力。
A．大于B．小于C．无法比较D．等于答案：D8.热量传递一般有三种不同基本方式，即导热、（）和热辐射。
A．传热B．热对流C．对流换热D．反射答案：B9.削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，而遮热板表面的发射率应（）。
A．大一点好B．小一点好C．大、小都一样D．无法判断答案：B10.下述几种方法中，强化传热的方法是（）。
A．夹层抽真空B．增大当量直径C．加肋片D．加遮热板答案：C11.航空发动机技术被誉为现代工业“皇冠上的明珠”，（）作为飞机的动力心脏，为飞机这个庞大的身躯提供新鲜的血液，起着至关重要的作用。
A．机翼B．机舱C．发动机答案：C12.与外界没有物质交换，但有热量或功交换的热力系统是（）。
A．开口系统B．闭口系统C．绝热系统D．孤立系统答案：B13.绝热系与外界没有（）交换。
A．能量B．热量C．功D．物质答案：B14.孤立系统是指系统与外界（）。
热工基础讲义
2.补偿法
• 补偿法是利用丌平衡电桥产生的电压来补偿热电偶况端温 度发化所引起的热电势的发化。
四.多点测量的热电偶况端温度补偿
• 在工业生产中为了有效利用控制盘和节省显示仪表，常 通过多点切换开兲把几只甚至几十只同一分度号的热电 偶接到一块表上.这时可将各热电偶的况端用补偿导线 引至温度发化比较小的地方，然后共用一个桥式补偿器 迚行况端温度补偿.补偿方法有以下两种.
– 可用亍点温度的测量
– 只不材料和温度 有兲，不热电偶的长度、直径无兲 – 接触电势和温差电势组成
mV
(1)热电偶基本定律的内容
• 两种均质金属组成的热电偶，其电势大小不热电级直径， 长度和沿热电级长度上的温度分布无兲，只不热电级材料 和两端温度有兲； • 热电势大小是两端温度的凼数差，如果两端温度相等，则 热电势为零。
– 在同一条件下，多次测量同一被测量时，误差的绝对 值和符号戒者保持丌发，戒者在条件发化时按某种确 定觃律发化的误差 – 测量实际值＝测量读数＋修正值 – 修正值＝标准表读书值－仪表读数
•随机误差：在测量条件下，多次测量同一量时，
误差的绝对值和符号可以不可预定的方式变化的 误差
•疏忽误差：读取或记录测量数据时疏忽大意造成
1.热电偶的工作原理
2.普通型热电偶的构造
(1)热电极 (2)绝缘材料 (3)保护套管 (4)接线盒
3.铠装பைடு நூலகம்电偶的构造
• 铠装热电偶是由热电极,绝缘材料和金属套管三者 组合而成的坚实结合体。铠装热电偶的套管材料 为铜,丌锈钢戒镍基高温合金等。 在热电偶不套管 之间填满氧化粉末绝缘材料,套管中的热电极有单 丝的,双丝的和四丝的,亏丌接触。 • 热电偶的种类有铂铑10-铂,铂铑30-铂铑6,镍铬-镍 硅和镍铬-考铜等.目前生产的铠装热电偶,其外径 为12-25mm,长度可达100m以上。
814热工基础
814热工基础
814热工基础是热工技术的基础课程，主要介绍了热力学和传热学的基本概念、基本原理和应用。
以下是814热工基础的主要内容：
1. 热力学基本概念：介绍热力学的基本概念，如温度、压力、热量、功等，以及热力平衡、热力过程和热力循环等基本规律。
2. 热力学第一定律：介绍能量守恒原理和热力学第一定律，以及各种能量形式之间的转换关系，如热能转换为机械能等。
3. 热力学第二定律：介绍热力学第二定律，包括熵的概念和各种热力学过程的方向性，以及各种热力设备的工作原理和应用。
4. 传热学基本概念：介绍传热的基本方式，如导热、对流和辐射等，以及传热过程的基本规律。
5. 导热过程分析：介绍导热的基本原理和应用，包括导热系数、傅里叶定律和导热微分方程等。
6. 对流换热分析：介绍对流换热的基本原理和应用，包括牛顿冷却公式、流动阻力和流体动力方程等。
7. 辐射换热分析：介绍辐射换热的基本原理和应用，包括黑体辐射、辐射角系数和辐射换热方程等。
8. 传热过程分析和计算：介绍传热过程的分析和计算方法，包括总传热系数、传热面积和传热效率等。
通过学习814热工基础，学生可以掌握热工技术的基本原理和应用，为进一步学习其他专业课程和从事相关领域的工作打下基础。
公共基础知识热工基础知识概述
《热工基础知识综合性概述》一、引言热工基础知识在现代科学技术和工程领域中占据着至关重要的地位。
从日常生活中的供暖、制冷到工业生产中的能源转换、动力系统，热工知识无处不在。
它不仅涉及到热力学、传热学等基础理论，还与材料科学、机械工程、电气工程等多个学科领域密切相关。
本文将对热工基础知识进行全面的阐述与分析，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势。
二、基本概念1. 温度温度是表示物体冷热程度的物理量。
在热工领域中，常用的温度单位有摄氏度（℃）、华氏度（°F）和开尔文（K）。
其中，开尔文是国际单位制中的基本温度单位，它与摄氏度的换算关系为 T （K）=T（℃）+273.15。
2. 热量热量是指由于温度差而传递的能量。
热量的单位通常为焦耳（J）或千卡（kcal）。
在热传递过程中，热量总是从高温物体流向低温物体。
3. 热容量热容量是指物体温度升高（或降低）1 摄氏度所吸收（或放出）的热量。
热容量的大小与物体的质量、物质种类以及温度变化范围有关。
4. 热导率热导率是衡量物质导热能力的物理量。
热导率越大，物质的导热能力越强。
热导率的单位为瓦/（米·开尔文）（W/(m·K)）。
三、核心理论1. 热力学第一定律热力学第一定律也称为能量守恒定律，它指出在一个封闭系统中，能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
在热工领域中，热力学第一定律可以用来计算系统在热传递和做功过程中的能量变化。
2. 热力学第二定律热力学第二定律有多种表述方式，其中最著名的是克劳修斯表述和开尔文表述。
克劳修斯表述为：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。
开尔文表述为：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响。
热力学第二定律揭示了热过程的方向性和不可逆性。
3. 传热学基本理论传热学主要研究热量传递的规律和方法。
传热的方式主要有三种：热传导、热对流和热辐射。
（1）热传导：是指热量通过物质的分子、原子或电子的运动而传递的过程。
热工基础培训教程
热工基础培训教程第一点：热工基础概念解析热工基础是研究热力系统的工作原理和性能的学科，涉及的能量转换主要包括热能和机械能的转换。
在热工基础中，我们关注的是热力学、流体力学、传热学等方面的基本理论。
首先，我们要了解热力学基本概念。
热力学主要研究的是热能的转换和传递规律，其中包括了温度、压力、比容、比热等基本参数。
热力学系统的基本状态参数有压力、温度和比容。
压力是单位面积上作用在物体表面的力，温度是表示物体冷热程度的物理量，比容是单位质量的物体所具有的体积。
其次，我们需要掌握热力学的基本定律。
其中最主要的两个定律是能量守恒定律和热力学第一定律。
能量守恒定律指出，在一个封闭系统中，能量不会凭空产生也不会凭空消失，只会在各种形式间转换。
热力学第一定律则是指出，在一个封闭系统中，热能可以和机械能相互转换，且系统内能的增加等于外界对系统做的功加上系统吸收的热量。
再次，我们需要了解流体力学的基本概念。
流体力学主要研究的是流体的运动规律和压力、速度、温度等参数的分布。
流体可以分为液体和气体两种，它们的运动规律有所不同。
在研究流体力学时，我们通常会用到流体力学方程，如纳维-斯托克斯方程等。
最后，我们需要掌握传热学的基本理论。
传热学主要研究的是热量在物体内部的传递规律。
传热方式主要有三种：导热、对流和辐射。
导热是指热量通过物体内部的分子振动传递，对流是指热量通过流体的运动传递，辐射是指热量通过电磁波的形式传递。
第二点：热工基础在工程应用中的实践热工基础在工程应用中具有重要意义，涉及到众多行业，如能源、化工、环保等。
下面我们以能源行业为例，简要介绍热工基础在工程应用中的实践。
首先，热工基础在火力发电厂中的应用。
火力发电厂是利用燃料燃烧产生的热量，将水加热成蒸汽，驱动发电机旋转发电。
这其中，热力学、流体力学和传热学等基础知识起到了关键作用。
例如，在锅炉设计中，需要根据燃料的热值、燃烧效率等参数，计算出锅炉的热负荷，从而确定锅炉的尺寸和功率。
833热工基础
833热工基础
（实用版）
目录
1.热工基础的定义和意义
2.热工基础的主要研究内容
3.热工基础在实际工程中的应用
4.学习热工基础的重要性和方法
正文
热工基础是研究热力学、热传导、热辐射和热力学循环等基本原理的一门学科，是能源科学与工程、化学工程、材料科学与工程等专业的基础课程。
热工基础对于理解热力学系统的宏观和微观行为，以及优化能源转换和利用过程具有重要意义。
热工基础的主要研究内容包括热力学、热传导、热辐射和热力学循环等。
热力学主要研究热力学系统和过程的宏观性质和行为，包括热力学第一定律、热力学第二定律等。
热传导主要研究热量在固体中的传递规律，包括傅立叶热传导定律、热传导的基本方程等。
热辐射主要研究热量在真空中的传递规律，包括斯特藩 - 玻尔兹曼定律、维恩位移定律等。
热力学循环主要研究热力学过程中的能量转换和效率，包括卡诺循环、布雷顿循环等。
热工基础在实际工程中有广泛的应用，例如在能源转换和利用、制冷和空调、化工和石油、材料和制造等领域。
通过热工基础的研究和应用，可以提高能源转换和利用的效率，降低能源消耗和环境污染，促进可持续发展。
学习热工基础对于相关专业的学生和工程师非常重要。
学习热工基础的方法包括理论学习和实践应用。
理论学习可以通过阅读教材、参考书籍、学术论文等，了解热工基础的基本原理和研究方法。
实践应用可以通过实
验、模拟和工程实践等，掌握热工基础的应用技巧和实际经验。
总之，热工基础是一门重要的基础课程，对于理解热力学系统的宏观和微观行为，以及优化能源转换和利用过程具有重要意义。
热工基础
工程热力学一、基本概念（一）工质及其状态参数1、工质：实现热能与机械能相互转换的工作介质（如：水蒸汽）。
工质的状态：工质在某一瞬间宏观的物理特性。
2、工质的状态参数：描述工质状态的物理量。
常见的状态参数：温度T、压力P、比容c、内能U、焓H、熵S（1）压力：单位面积上所受的垂直作用力，p=F/A，符号为p，单位是帕斯卡，表示为“Pa”，1Pa=1N/m2，工程上常用MPa，1Mpa=10Pa，此外，还有at、atm，mmHg等。
压力的测量：压力表数据与工质实际压力的关系：（我们用p表示绝对压力，p b表示大气压力，p g表示压力表读数）绝对压力：容器内工质的的实际压力，用符号p表示；表压力：工质的绝对压力与大气压力的差值，用p g表示。
p=p b时，p g=0 p＞p b时，p=p b+p g p＜p b时，压力表（真空表）上读数称为负压或真空，p v表示，p=p b-p v电厂中有时用真空度表示真空值的大小，称为真空度。
（2）内能：内部所具有的各种微观能总和，用符号“U”表示，单位为J或kJ，U=f （T，v）主要包括：分子内动能：主要由分子不规则热运动引起，是温度的函数；分子内位能：分子间存在着作用力，与分子之间距离有关，是比容的函数。
由于内能取决于工质的温度与比容，因此，内能是状态参数（3）焓：焓为内能与流动功的总和，用H或h表示，单位为J或kJ，h=u+pv；焓是状态参数；（4）熵：ds=dq/T，单位：J/（kg.k）或kJ/(kg.k)，熵为状态参数，热力学中常用ds的正负来判断热量的大小、方向：ds＞0，q＞0，吸热；ds＜0，q＜0，放热；ds=0，q=0绝热。
3、膨胀功及p-v图4、热量及T-S图（二）热力学第一定律：热可以变为功，功也可以变为热；当一定量的热消失，必产生与之数量相当的功，消耗一定量的功，必产生相当数量的热。
热力学第一定律解析式及应用q=Δu+w（1kg工质）q：系统吸收或放出的热量。
904热工基础
904热工基础（实用版）目录一、热工基础概述二、热力学基本概念1.能量与功2.热力学循环三、热力学第一定律1.能量守恒2.内能与热量四、热力学第二定律1.热量传递的方向性2.熵与熵增加原理五、热力学应用领域1.工程热力学2.物理化学正文一、热工基础概述热工基础是研究热力学系统在热力学循环过程中的宏观性质和规律的学科，它主要研究热力学系统的状态变化、能量转换以及热力学循环的效率等问题。
热工基础是能源科学与工程领域的基础知识，广泛应用于电力、化工、冶金等工程领域。
二、热力学基本概念热力学是研究热力学系统在热力学循环过程中的宏观性质和规律的学科。
热力学系统是由一组相互作用的物质和外部环境组成的，其状态变量包括压力、体积、温度等。
热力学系统在热力学循环过程中，会发生能量的转换和传递，从而实现功的输出。
1.能量与功能量是热力学系统状态变化的度量，可以表现为热力学系统的内能、热量和功。
功是热力学系统在力的作用下发生的位移所对应的能量，是能量转换的一种形式。
2.热力学循环热力学循环是指热力学系统在固定的过程路径上进行的一系列状态变化，包括吸热、膨胀、放热和压缩等过程。
热力学循环的效率是指热力学系统在循环过程中实际输出的功与输入的热量之比。
三、热力学第一定律热力学第一定律，又称能量守恒定律，是指热力学系统在状态变化过程中，其内能的变化量等于吸收的热量和对外做的功之和。
即ΔU = Q - W，其中ΔU 表示内能变化，Q 表示吸收的热量，W 表示对外做的功。
1.能量守恒能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，它表明在任何物理过程中，能量的总量保持不变。
2.内能与热量内能是热力学系统分子无规则运动的能量总和，是热力学系统的一种状态变量。
热量是在热力学系统间由高温部分传递到低温部分的能量，也是热力学系统的一种状态变量。
四、热力学第二定律热力学第二定律是指在热力学循环过程中，热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体，即热量传递具有方向性。
热工基础考点总结
热工基础考点总结一、热力学基础1. 系统和界面•定义系统的概念，包括孤立系统、开放系统和封闭系统。
•熟悉系统界面的概念，如壁厚、界面温度等。
2. 状态和过程•熟悉系统状态和过程的概念，例如平衡态、非平衡态、准静态过程等。
•了解状态方程的概念和热力学基本方程。
3. 热力学第一定律•了解热力学第一定律的表达式和含义。
•知道内能和焓的概念及其与热力学第一定律的关系。
4. 热力学第二定律•了解热力学第二定律的表述形式，包括克劳修斯表述和开尔文表述。
•知道热力学第二定律的熵增原理，并能解释其物理意义。
二、热力学过程1. 等温过程•熟悉等温过程的特点和性质。
•掌握等温过程中理想气体状态方程的计算方法。
2. 绝热过程•熟悉绝热过程的特点和性质。
•知道绝热过程中的绝热指数和绝热过程的状态方程。
3. 过程方程•掌握平衡态过程方程的推导和应用。
•熟悉绝热过程和等温过程的过程方程表达式。
4. 循环过程•了解热力学中的循环过程，如卡诺循环、斯特林循环等。
•理解循环过程的工作假设和效率计算方法。
1. 理想气体的热力学性质•熟悉理想气体的状态方程、内能、焓、熵的计算方法。
•熟悉理想气体的定容热容、定压热容和绝热指数的计算。
2. 水和水蒸气的热力学性质•了解水和水蒸气的热力学性质，包括饱和蒸汽线和湿度。
•知道水和水蒸气的状态方程、焓、熵的计算方法。
3. 固体和液体的热力学性质•了解固体和液体的热力学性质，包括热容、热膨胀系数等。
•掌握固体和液体的状态方程、焓、熵的计算方法。
四、热力学第三定律1. 热力学第三定律的表述和含义•掌握热力学第三定律的表述和含义。
•了解绝对零度和熵的基态。
2. 剩余熵和等温线•掌握剩余熵的概念和计算方法。
•理解等温线的性质和特点。
五、热力学势函数1. 焓和熵的性质•掌握焓和熵的概念和性质。
•知道焓和熵与温度、压力的关系。
2. 内能和自由能的性质•知道内能和自由能的概念和性质。
•理解内能和自由能的物理意义以及与其他热力学函数的关系。
热工基础
绝对压力p ——工质的真实压力 大气压力pb（近似取值0.1Mpa） 表压力pe、真空度pv
只有绝对压力 p 才是状态参数。
环境压力的是变化，波动的；因此，表压力和真空度也会变化。
p = p b + pe p = pb - pv
温度 ——是反映物体冷热程度的物理量。温度的高低
反映物体内部微观粒子热运动的强弱。
表示状态参数之间关系的方程式称为状态方程式。
两个独立的状态参数就能确定简单可压缩系统的平衡
状态，因此以两个独立的状态参数为坐标所构成的坐标
图（状态参数坐标图）上，每一点都代表一个平衡状态。
p f (v, T )
联系各个点的路径就是 具体实现该状态变化的过程。
T f ( p, v)
的宏观运动及重力场位臵）
比热力学能：单位质量工质的热力学能 。
符号：u；单位：J/kg 或kJ/kg。
物理学中，气体分子的动能主要取决于温度，位能与比 体积有关，因此，比热力学能只取决于热力学温度、比体 积，即取决于热力状态，反应了一种状态, 是状态参数。
气体工质的比热力学能可表示为
u f (T , v)
必须遵循。
即，热力过程进行中，能量的总量守恒，同时伴随一
定形式的能量转换或传递（转移）。
能量既不会凭空产生，也不会自己消失，只会从一种形 式转换为另一种形式，或从一处传递到另一处。总量守恒。
2-1 热力系统的储存能
热力系统储存能— 储存于
热力系统的能量 1. 热力学能 不涉及化学变化和核反应时，物质分子热运动的动 能和分子间的位能之和（热能）。 热力学能符号：U，单位：J 或kJ 。 热力学能（取决系统本身的状态） 宏观动能、宏观位能（系统
热工基础知识
一、热工基础知识(一)、热力学基础1、温度温度是衡量物体冷热程度的尺度，是物质分子热运动平均动能的度量。
摄氏温标：1个标准大气压下纯水的冰点定为0℃，沸点定为100℃，在这个区域内划分100等分，每1等分为1度，单位为℃。
用t表示。
华氏温标：1个标准大气压下纯水的冰点定为320F，沸点定为2120F，在这个区域t1=1.8t+32 (0F)内划分180等分，每1等分为1度，单位为0F。
用t1表示。
绝对温标：又称热力学温标，每一度大小与摄氏温标相等，起点为物质内分子热T=t+273.15(K)运动完全停止时-273.15℃），单位为K。
用T表示。
2、压力1 bar 巴 =100000 pa 帕斯卡=0.1MPa1 psi 磅/平方英寸=0.0703 kgf/cm21 kgf/cm2 千克力/平方厘米 =98000 pa 帕1 mm aq. 毫米水柱=9.8 pa 帕1 mm hg 毫米汞柱=133.28 pa 帕1 m H2O 米水柱=9800 pa 帕=0.1 kgf/cm2 千克力/平方厘米工程上常将1大气压（B）看成1个工程大气压或0.1MPa,即B=1kgf/cm2,或B=0.1MPa 表压：通过压力表读出的压力，为绝对压力减当地大气压。
真空度：压力比大气压低的程度。
真空度=B-绝对压力3、热能：分子热运动强度的度量，是依靠温差传递的能量。
用Q表示1kcal=4.1868kJ1 kcal/h 大卡/时=1.163 W 瓦1 kW千瓦=860 kcal/h 大卡/时1 btu/h 英制热量单位/时=0.293 W瓦4、比热：单位质量的物质温度每升高或降低1K所需要加入或放出的热量。
定压比热Cp：气体在加热或冷却时，如果保持压力不变，则其比热称为定压比热。
物体的吸(放)热量：Q=mCp(t2-t1)定容比热Cv ：气体在加热或冷却时，如果保持体积不变，则其比热称为定压比热。
Cp>Cv绝热指数k：气体的定压比热与定容比热之比为气体的绝热压缩指数，k=Cp/Cv5、理想气体状态方程：pV=mRTR：气体常数，8314/气体分子量，空气为287J/(kg.K)p：Pa，帕V：m3m：kgT：K等温过程，等压过程，等容过程绝热过程：气体状态发生变化时，与外界不发生热量交换的过程称为绝热过程。
热工基础
9.1.3 导热系数（ Thermal conductivity ）
导热系数是傅里叶定律中的比例系数:
q gradt
W/(m· ) K
导热系数在数值上等于单位温度梯度作用下 物体内热流密度矢量的模。
知识扩展 如何测量物体的导热系数？
导热系数的影响因素
导热系数是物性参数，它与物质结构和状态密切相关， 例如物质的种类、材料成分、温度、 湿度、压力、密 度等，与物质几何形状无关。 它反映了物质微观粒子传递热量的特性。
2 2 2
拉普拉斯方程
③圆柱坐标系和球坐标系方程 (a)对于圆柱坐标系
x r cos; y r sin , z z
t 1 t 1 t t c r 2 z z r r r r
4~420
保温材料：温度低于350℃ 时导热系数小于0.12W.m-1.K-1 的材料（绝热材料）
同一种物质的导热系数也会 因其状态参数的不同而改变，因 而导热系数是物质温度和压力的 函数。 一般把导热系数仅仅视为温 度的函数，而且在一定温度范围 还可以用一种线性关系来描述
0 (1 bT )
温度梯度是用以反映温度场在空间的变化特征 的物理量。
系统中某一点所在的等温面与相邻等温面之 间的温差与其法线间的距离之比的极限为该 点的温度梯度，记为gradt。
t t t t t gradt Lim n i j k n 0 n n x y z
注：温度梯度是向量；正向朝着温度增加的方向
9.1 导热理论基础 9.1.1 导热基本概念
1.温度场：（Temperature field）物质系统内各 个点上温度的集合称为温度场，它是时间和空 间坐标的函数 ，记为
热工基础
1 基础概念1.1 能的利用1.2状态、状态参数及1.3 平衡状态1.4 气体状态方程式1.5功和热量1.6 理想气体的热力过程2热力学第一定律3热力学第二定律4传热学理论基础1 基础概念1.1 能的利用热力学----研究热能的性质及其与其它能量相互转换的科学工程热力学----研究与热力工程有关部门的热能和机械能相互转换即热功转换的规律。
工程热力学是热力学的一个分支；是热力工程的基础理论常用热力设备：蒸气动力设备（热力发电厂的动力）、内燃机（各种行走机械动力）、燃气轮机（航空、舰艇发动机及发电等）、蒸气压缩制冷装置（各种制冷设备）1.2状态、状态参数及热力系统----热力学研究对象的物体的，热力系统外面和热功转换有关的其它物体统称为外界工质----气体或蒸气等用以实现热功转换的工作物质热力设备中依靠工质从热源吸热及对外膨胀作功而实现热功转换时，工质本身也在不断发生变化。
为了说明热力设备中的热功转换过程，必须研究这个过程中工质发生的变化。
热力学中把工质所处的某种宏观状况称为工质热力状态(简称状态)热力状态----工质所处的某种宏观状况气体状态参数----描述工质状态的物理量，状态参数的数值仅决定于工质的状态基本状态参数---- 三个可测的状态参数：比容、压力、温度（1）比容（ν）- --- 单位质量物质所占容积。
与密度的关系：ν=1/ρ （2） 压力(p) ----气体压力是气体在单位面积容器壁上的垂直作用力 表压力：压力表指示的压力绝对压力：作为气体状态参数的压力只能是气体的绝对压力。
气体压力称为绝对压力 真空度：真空表 压力的单位重力作用下液体所受压力及压力分布规律取p 0=0 则 p a =γh γ：常数所以：p a ∝h h = p a /γ因此 压力可用液柱高度表示，如水柱、汞柱 大气压H 2O γ=9800N/m 31mH 2O =9.8×103N/m 2Hg γ=1.33×105N/m 3 1mmHg =1.33×102 N/m2标准大气压 地球海平面上大气压力 1amt =760 mmHg 1工程大气压=10mH 2O认为p 0=0是一种方便的表示方法，因为大气压力无所不在，且作用互相抵消，所以在工程计算中常不计及，称为相对压力或表压力，否则称为绝对压力。
814热工基础
814热工基础（原创版）目录一、热工基础的概念与重要性二、热工基础的基本原理三、热工基础的应用实例四、热工基础的发展前景正文一、热工基础的概念与重要性热工基础，全称为热力学与工程热力学基础，是一门研究热现象、热过程及其规律的应用科学。
热工基础广泛应用于能源、动力、航空航天、化学、冶金等工程领域，对于解决实际工程问题具有重要意义。
二、热工基础的基本原理热工基础的基本原理主要包括以下几个方面：1.热力学第一定律：能量守恒定律，即能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
2.热力学第二定律：热过程的方向性，即热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。
3.热力学第三定律：绝对零度不可达到，即在热力学温度下，物体的内能不可能降为零。
4.热力学循环：热力学循环是指在热力学过程中，工质从热源吸收热量，经过膨胀、冷却、压缩等过程，最后又放出热量回到热源的过程。
三、热工基础的应用实例热工基础在实际工程中有广泛应用，例如：1.热力发电：通过燃烧燃料产生高温高压的蒸汽，推动汽轮机旋转，将热能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能。
2.制冷工程：利用制冷剂在压缩、膨胀、冷却、加热等过程中，实现热量的吸收和释放，以达到制冷或制热的目的。
3.热力学循环优化：通过对热力学循环的各个环节进行优化，提高热能利用率，降低能源消耗。
四、热工基础的发展前景随着我国经济的快速发展，能源和环境问题日益突出，热工基础在节能减排、新能源开发等方面具有重要作用。
未来，热工基础将在以下几个方面取得突破和发展：1.高效能源转换技术：研究高效燃烧、传热、流动等技术，提高能源转换效率。
2.新能源开发：研究太阳能、风能、生物质能等新能源的开发和利用技术，减少对化石能源的依赖。
3.节能减排：通过热工基础技术优化，降低能源消耗，减少温室气体排放，保护生态环境。
总之，热工基础作为一门重要的应用科学，对于解决实际工程问题和推动我国经济发展具有重要意义。
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1、燃料的高位热值与低位热值的区别是什么?
2、空气消耗系数的概念是什么，其值大小对燃烧过程有何影响?
3、什么是理论燃烧温度，如何计算?
4、影响燃烧温度的因素有哪些，如何提高燃烧温度？
5、简述氢气的燃烧机理。
1、对未饱和湿空气与饱和湿空气分别判断干球温度、湿球温度、露点温度三者的大小。
答：未饱和湿空气：干球温度>湿球温度>露点温度
饱和湿空气：干球温度>湿球温度＝露点温度
2、在相同的温度及压力下，湿空气与干空气相比，那个密度大？
答：干空气的密度大。
3、同一地区阴雨天的大气压力为什么比晴朗天气的大气压力低？
答：阴雨天相对湿度高，水蒸气分压力大。
4、若两种湿空气的总压力和相对湿度相同，问：温度高的湿空气含湿量大还是温度低的湿空气含湿量大？为什么？
答：由
1
1
662
.0
-
=
s
P
P
d
ϕ
，在相同相对湿度的情况下，温度高，Ps大，所以，温度
高含湿量大。
5、早晨有雾，为什么往往是好天气？
答：早晨有雾，说明湿空气中含有许多小水滴，湿空气为饱和湿空气，当温度逐渐上
升后，小水滴逐渐汽化，所以往往是好天气。
6、、表明湿空气特征的参数有哪些，如何根据这些参数之间关系制作I-X图，I-X图
应用有什么条件？
7、、已知空气干球温度为30℃，湿球温度为25℃，试用I-X图求该空气的湿含量、
热含量、相对湿度、露点温度及水蒸气分压。
三、计算题：
1、文丘里流量计，进口直径d1=100mm，温度t1=20℃，压强p1=420kPa，喉管直径d2=50mm，压强p2=350kPa，已知当地大气压pa=101.3kPa，求通过空气的质量流量。
空气k=1.4，R=287J/kg·K，T—热力学温标（K）p—绝对压强
解：喷管——等熵过程
X
解题思路：状态（过程）方程、连续性方程、能量方程 绝热过程方程： 状态方程： 连续性方程： 能量方程： 解得：
2、 容器中的压缩气体经过一收缩喷嘴射出，出口绝对压力p=100kPa ，t =-30℃，v =250m/s ，求容器中压强和温度。
解：喷口处：
3、 滞止参数为p0=10.35×105Pa ，T0=350K 的空气进入收缩喷管，出口截面的直径d=12mm ，当出口的外部环境压力Pa （背压）分别为7×105Pa 和5×105Pa ，计算喷管的质量流量
解：空气k=1.4，R=287J/kg·K ，Cp=7R/2=1004.5J/kg·K （1）临界参数p*
（2）当pa=7×105Pa>P*
K p p T T k
k 2.2813.1014203.1013502934
.114.11
1212=⎪⎭⎫
⎝⎛++⨯=⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛=--3111/199.6m kg RT p ==ρ3
2
22/592.5m kg RT p
==ρ1
2
21
112434.4v A A v v ==
ρρ2
1212
2
222111v p k k v p k k +
-=+-ρρs
m v /66.351=s
kg A v Q m /735.1111==ρs
m kRT a /5.312==8.05
.312250===
a v M p
kPa M k p p k k >=⎪
⎭
⎫
⎝⎛⨯-+=⎪⎭
⎫ ⎝⎛-+=--4.1528.0214.111002111
4.14.121
20()t
℃K M k T T >==⎪⎭⎫
⎝⎛⨯-+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=1.11.2748.0214.1130273211220T
p T p 、、⇔002.12
11*0=-+=k T T 1
*0*0-⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛=k k T T p p Pa
p p 50*104677.55283.0⨯==⇒Pa
p p a 5107⨯==
喷管出口压强：
（3）当Pa=5×105Pa<P*，出口参数均按临界参数p*、T*、ρ*
4、 如图，d 1=2.5cm,d 2=5cm,d 3=10cm 。
1）当流量为4L/s 时，求各管段的平均流速。
2）旋转阀门，使流量增加至8L/s 时，平均流速如何变化？2) 各断面流速比例保持不变， Q=8L/s,即流量增加为2倍，则各断面流速亦加至2倍。
即
V 1=16.32m/s ， V 2=4.08m/s ， V 3=1.02m/s
1、 一根水平放置的蒸汽管道， 其保温层外径d=583 mm ，外表面实测平均温度及空气温度分别为t w =49℃，t f =23℃,此时空气与管道外表面间的自然对流换热的表面传热系数h=3.42 W /(m2 K), 保温层外表面的发射率ε=0.9 。
问：（1） 此管道的散热必须考虑哪些热量传递方式； （2）计算每米长度管道的总散热量。
解： （1）此管道的散热有辐射换热和自然对流换热两种方式。
（2）把管道每米长度上的散热量记为q l 。
当仅考虑自然对流时，单位长度上的自然对流散热量为：
解：1）根据连续性方程 Q=V 1A 1=V 2A 2=V 3A 3，则
V 1=Q/A 1=8.16m/s ， V 2=V 1A 1/A 2=2.04m/s ， V 3=V 1A 1/A 3=0.51m/s
k
k p p T T 100-⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛=K
T T 3138943.00==⇒3
/7924.7m kg RT
p ==ρ()s
m T T C v p /44.27220=-=s
kg vA Q /3752.0==ρK T T 67.2912.10
*==
s
m kRT a v /33.342**===3
*
*
*/5318.6m kg RT p ==ρs kg A v Q
/3951.0**==ρ
近似地取室内物体及墙壁的温度为室内空气温度， 于是每米长度管道外表面与室内物体及墙壁之间的辐射为：
讨论： 计算结果表明， 对于表面温度为几到几十摄氏度的一类表面的散热问题， 自然对流散热量与辐射具有相同的数量级，必须同时予以考虑。
2、 用比较法测得某一表面在 800K 时的辐射力恰等于黑体 400K 时的辐射力，试求该表面的黑度。
解：黑体的辐射力： E b =σT 4 灰体的辐射力： E =σεT 4 由题意，有 σT 14= σεT 2 4
ε = T 14 /T 2 4 =(400)4/(800)4= 0.54 =0.0625 该表面的黑度：. 0.0625
)
/(5.156)2348(42.3583.014.3)(,m W t t dh t h d q f w c l =-⨯⨯⨯=-=∆⋅=ππ)
(4241,T T d q b r l -=εσπ)
/(7.274])27323()27348[(9.01067.5583.014.3448m W =+-+⨯⨯⨯⨯⨯=-3、
表5-1 P94。