火电厂热工基础知识资料

一、热力学第一定律

开口系统表达式：P51例题2

1 2 2 q (h2 h1 ) (c2 c1 ) ( gz2 gz1 ) wi h wt 2
二、理想气体性质及热力过程


理想气体模型：对实际气体的简化，忽略分 子容积，忽略分子间作用力。 理想气体状态方程： P1V1/T1= P2V2/T2 = PV/T= R 理想气体参数 比热容：定容比热、定压比热、 2 热力学能差：公式Δu1-2= 1 cvdT cv T 2 焓差：公式Δh1-2= 1 cpdT cp T 熵差：公式4.1-18~4.1-20


主要描述： 1、克劳修斯说法： 2、开尔文说法： 卡诺循环与卡诺定律：
1、卡诺循环（见图4.1-6）：由两个定温 过程和两个绝热过程组成的理想循环。 热效率：ηt =1 – T2/T1
三、热力学第二定律
2、卡诺定理： 定理1：相同高温热源和低温热源间工作的可 逆循环热效率相等
定理2：温度相同的高温热源和低温热源间工 作的可逆热机热效率大于不可逆热机热效率

七、理想气体混合物和湿空气



理想气体混合物 1、分压力： 2、分压力定律：混合物总压力等于各组分 分压力之和 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
第二节
传热学
第二节

一、热力学第一定律

表述：当热能与其他形式的能量相互转换时， 能量的总量保持不变。

闭口系统表达式：
q=Δu+w

P51例题1
Q U W
一、热力学第一定律

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例题1：气体在某一过程中吸收了60kJ的热 量，同时热力学能增加了86kJ，问此过程 是膨胀还是压缩过程？做功是多少？ 解：根据闭口系统能量方程 Q U W 可得 W Q U 60 86 26kJ 对外做功为负，表明此过程被压缩，对外 做功-26kJ，即消耗外界功26kJ。
一、导热传热

一维稳态导热傅里叶公式：
Φ t w1 t w2

导热过程的单值性条件：是导热微分方程确 定唯一解的附加补充说明条件。包含几何、 物理、时间、边界。边界条件分三类： 第一类边界条件： 第二类边界条件： 第三类边界条件：
A
t Rλ
一、导热传热

典型几何形状物体的稳态导热 平壁导热： 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
二、理想气体性质及热力过程

热力过程：4个基本过程P1V1/T1 = P2V2/T2
定容过程:比体积不变的过程，P1/T1 = P2/T2
定压过程:压力不变的过程，V1/T1= V2/T2
定温过程:温度不变的过程，P1V1= P2V2
绝热过程：工质与外界没有热量交换的过程, pvk=常数
三、热力学第二定律
四、水蒸气

水和水蒸气表
四、水蒸气

水和水蒸气焓-熵图
五、气体和蒸汽的流动

基本方程： 促使流速改变的条件： Ma<1时，若使流速增大，应有dA<0，横截 面积应逐步缩小； Ma>1时，若使流速增大，应有dA>0，横截 面积应逐步增大。
六、气体和蒸汽动力循环
气体动力循环 1、混合加热理想循环： 5个过程（2绝热2定压1定容） 2、定容加热理想循环： 4个过程（2绝热2定容） 蒸汽动力循环 1、郎肯循环：4个过程（2绝热2定压） 2、再热循环：朗肯循环的改进 3、回热循环

孤立系统熵增原理：孤立系统内的熵只能够 增大或维持不变，不可能减小
三、热力学第二定律
例题7：一个热机循环工作在1000K和250K 的两个热源之间，从高温热源吸热100kJ， 做功77kJ，判断该循环是否可行，为什么？ 解：根据卡诺定律，循环热效率的极值 为 T2 250 t 1 1 0.75 ，该循环的热效率

T1
1000
q2 100 77 t 1 1 0.77 q1 100
超过了卡诺循环的效率，故该循环不能实现。
四、水蒸气

饱和状态：水的汽化与液化速度相等，汽、液 两相共存达到动态平衡的状态。
特点：饱和温度和饱和压力一一对应

水的定压加热汽化过程： 1、二线三区五态 2、相关定义 汽化潜热：饱和水变为饱和蒸汽所需的热量 临界点： 温度ts为374.15℃，压力Ps为22.212MPa

基本概念

热力过程：系统从一个状态变化到另一个状 态经历的全部状态的总和。 准平衡过程：平衡被破坏后能迅速达到新的 平衡，工质偏离平衡状态极小。 可逆过程： 逆向沿原过程回到初态，相关外界回到原态 不给外界留下任何影响。


基本概念





正向循环：高温热源吸热q1，向低温热源放 热q2，部分热量转换为功。效率η =w/q1 逆向循环：向高温热源放热，从低温热源吸 热，同时消耗外界的功。 热力学能:储存在系统内部的能量。 焓：H=U+pV，即热力学能加推动功。 总能:E=U+Ek+Ep
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
第一节 工程热力学
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
基本概念



工质：生产过程中工作物质的简称。 热源：工质从中吸收热能的物体或系统。 冷源：接受工质排出热能的物体。 状态参数：描述系统状态的物理量。常用参 数：压力p、温度T、比体积v、热力学能U、 焓H和熵S 。 平衡状态：热力系统不受外界影响，始终保 持不变。
知识结构
绪论 导热传热 对流换热 辐射传热 传热过程分析与换热器计算
一、导热传热


导热定义：温度不同的物体各部分或温度不 同的两物体间直接接触时，依靠分子、原子 及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量 传递现象，又称热传导。 导热特点： ①必须有温差； ②物体直接接触； ③依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热 运动传递热量； ④引力场下单纯导热只发生在密实固体中。