《工程热力学》(第四版)课件：00绪论

1、绪绪 论论0- -1 热能动力工程的重要地位热能动力工程的重要地位0- -2 能量转换装置工作过程简介能量转换装置工作过程简介0- -3 工程热力学的研究内容及研究方法工程热力学的研究内容及研究方法 绪论20- -1 热能动力工程的重要地位热能动力工程的重要地位 动力工程充分满足生产需要时，社会生产就能迅速发展，推动动力工程充分满足生产需要时，社会生产就能迅速发展，推动人类社会不断前进。人类社会不断前进。 热能动力工程热能动力工程将热能转化为机械能，获得生产所需的原动力。将热能转化为机械能，获得生产所需的原动力。 热能动力工程起步于热能动力工程起步于18世世纪。纪。1784年年瓦特制成的蒸汽机

2、，为生瓦特制成的蒸汽机，为生产提供了强有力的动力装置，推动生产飞速发展，掀起了著名的产提供了强有力的动力装置，推动生产飞速发展，掀起了著名的“工业革命工业革命”，奠定了工业化生产的牢固物质基础。，奠定了工业化生产的牢固物质基础。 现现代社会中，热能动力工程的地位极为重要。热力发电厂、汽代社会中，热能动力工程的地位极为重要。热力发电厂、汽轮机、内燃机、燃气轮机、火箭发动机等热能动力装置和设备渗透轮机、内燃机、燃气轮机、火箭发动机等热能动力装置和设备渗透到社会生产和生活的各个领域，对现代的社会生产的发展起着十分到社会生产和生活的各个领域，对现代的社会生产的发展起着十分重要的保证作用和积极的推动作用

3、。重要的保证作用和积极的推动作用。 热能动力工程不断发展和进步，正在积极地向采用原子能和太热能动力工程不断发展和进步，正在积极地向采用原子能和太阳能等新能源的方向前进，并已取得很大进展。随着社会生产的发阳能等新能源的方向前进，并已取得很大进展。随着社会生产的发展，热能动力工程必将不断趋于完善并在新的领域取得成功。展，热能动力工程必将不断趋于完善并在新的领域取得成功。绪论30- -2 能量转换装置工作过程简介能量转换装置工作过程简介 一、蒸汽动力装置一、蒸汽动力装置 锅炉锅炉产生蒸汽（将燃料的化学转换为热能并传递给工质）。产生蒸汽（将燃料的化学转换为热能并传递给工质）。 工质工质工作介质工作介质

4、(工作物质工作物质)。 工质工质（水、蒸汽）在装置内周而复始地循环，将热能转换为机（水、蒸汽）在装置内周而复始地循环，将热能转换为机械能。械能。 汽轮机汽轮机将蒸汽的将蒸汽的热能转换为机械能。热能转换为机械能。 冷凝器冷凝器将乏汽冷将乏汽冷凝成水。凝成水。 水泵水泵驱动工作介驱动工作介质循环（保证系统内部的质循环（保证系统内部的高压）。高压）。绪论4 内燃机分柴油机和汽油机，从热力学观点看，其内燃机分柴油机和汽油机，从热力学观点看，其工作过程是相同的，以柴油机为例说明其工作过程。工作过程是相同的，以柴油机为例说明其工作过程。 进气过程：进气过程：进气阀打开，排气阀关闭，活塞下行，进气阀打开，排

5、气阀关闭，活塞下行，将空气吸入气缸。将空气吸入气缸。 压缩过程：压缩过程：进、排气阀关闭，活塞上行压缩空气，进、排气阀关闭，活塞上行压缩空气，使其温度和压力升高。使其温度和压力升高。 燃烧过程：燃烧过程：喷油嘴向气缸内喷油，燃料燃烧，气喷油嘴向气缸内喷油，燃料燃烧，气缸内气体压力和温度急剧升高（燃料的化学能转换为缸内气体压力和温度急剧升高（燃料的化学能转换为热能）。热能）。 膨胀过程：膨胀过程：高温高压气体推动活塞下行，通过曲高温高压气体推动活塞下行，通过曲轴向外输出机械功。轴向外输出机械功。 排气过程：排气过程：活塞接近下死点时，排气阀打开，废活塞接近下死点时，排气阀打开，废气在气缸内外压差

6、的作用下流出气缸。随后，活塞上气在气缸内外压差的作用下流出气缸。随后，活塞上行将残余气体推出气缸。行将残余气体推出气缸。二、内燃机二、内燃机 上述过程周而复始地进行，实现了热能转换为机械能的任务。上述过程周而复始地进行，实现了热能转换为机械能的任务。绪论5 燃烧室：燃烧室：空气和燃料在其中混合并燃烧（燃料的化学能转换为空气和燃料在其中混合并燃烧（燃料的化学能转换为热能），得到高温高压的燃气。热能），得到高温高压的燃气。 工质（空气、燃气）在装工质（空气、燃气）在装置内周而复始地循环，实现了置内周而复始地循环，实现了将热能转换为机械能的任务。将热能转换为机械能的任务。三、燃气轮机装置三、燃气轮机

7、装置 压气机：压气机：从大气环境吸气，并将其压缩，使其压力和温度升高。从大气环境吸气，并将其压缩，使其压力和温度升高。 涡轮机：涡轮机：高温高压的燃气高温高压的燃气推动涡轮机叶轮旋转对外输出推动涡轮机叶轮旋转对外输出机械功（热能转换为机械能），机械功（热能转换为机械能），其中一部分机械能用来驱动压其中一部分机械能用来驱动压气机。气机。6 压气机：压气机：吸入来自蒸发器的低压蒸气，通过压缩吸入来自蒸发器的低压蒸气，通过压缩( (耗功耗功) )使其压使其压力和温度提高。力和温度提高。 冷凝冷凝器：器：使气体冷凝，得到常温高压的液体。使气体冷凝，得到常温高压的液体。 节流阀：节流阀：使液体降压，产生

8、低压低温的液体（含少量蒸气）。使液体降压，产生低压低温的液体（含少量蒸气）。 蒸发器：蒸发器：通过壁面吸收冷藏库内的热量，工质汽化为低压气体，通过壁面吸收冷藏库内的热量，工质汽化为低压气体，同时使冷库降低温度或保持低温。同时使冷库降低温度或保持低温。 工质（气态或液态制冷剂）在压工质（气态或液态制冷剂）在压气机作用下周而复始地循环，实现了气机作用下周而复始地循环，实现了制冷的任务。制冷的任务。四、蒸气压缩制冷装置四、蒸气压缩制冷装置 制冷：制冷：以消耗机械功或其他形式的能量为代价，使物体获得低以消耗机械功或其他形式的能量为代价，使物体获得低于环境的温度并维持该低温。于环境的温度并维持该低温。0

9、- -3 工程热力学的研究内容及研究方法工程热力学的研究内容及研究方法 热热力学力学(经典热力学经典热力学)研究热能性质以及热能和其他能量相互研究热能性质以及热能和其他能量相互转换规律的科学。转换规律的科学。 工工程热力学程热力学热力学的一个分支，着重研究热能和机械能相互热力学的一个分支，着重研究热能和机械能相互转换的规律。转换的规律。 研究内容：研究内容： 热力学基本定律（热力学第一定律、热力学第二定律）；热力学基本定律（热力学第一定律、热力学第二定律）；热力过程和热力循环；工质的性质；提高能量转换效率的途径。热力过程和热力循环；工质的性质；提高能量转换效率的途径。 研究方法：宏观方法研究方法：宏观方法不考虑物质微观结构，从宏观现象出