工程热力学课件1绪论

1、工程热力学Engineering Thermodynamics华东理工大学过程装备与控制工程专业用 教师介绍办公地址：机械学院 实验17楼419电话号码：64252940电子邮件: 邢改兰教材及参考书教材：工程热力学 沈维道等 高教出版社参考书：、工程热力学 曾丹苓等 高教出版社、工程热力学 刘桂玉等 高教出版社、工程热力学 庞麓鸣等 高教出版社、工程热力学题型分析 朱明善等 清华出版社工程热力学传热学流体力学燃烧学热物性学工程热力学所属学科工程热物理绪 论工程热力学是重要的技术基础课工程热力学是一门研究热能有效 利用及热能和其它形 式能量转换规律的科学能源转换利用的关系热 能电 能机 械 能

2、风能水能化学能核能地热能太阳能一次能源(天然存在)二次能源光电转换燃料电池光热聚变裂变燃烧水车水轮机风车热机电动机发电机90%转换直接利用 节 能我国能源利用率32% (先进42%)工程热力学是建立节能的理论基础节能是近年来的基本国策“开发和节约并重”节能的重要性（1）电力为例：我国电力 2 亿 5 千万千瓦 中等发达国家 1 kW/人 发达国家 6 kW/人2050 年 1 kW/人 15 亿千瓦 我国 0.2 kW/人节能的重要性（2） 煤：9 亿 kW2050 年 1 kW/人 15 亿千瓦 水能： 3 亿 7 千 6 百 kW 核能：2 亿 kW 风能、太阳能： 1 亿 kW节能的重要

3、性（3）燃煤：SO2、粉尘、CO2 （酸雨） （温室效应）57%城市总悬浮颗粒超标48个城市SO2浓度超标82%城市出现过酸雨目前中国与日本工业能耗比较 热机种类发电（火力、核能）蒸汽动力装置 车辆发动机（内燃机） 轮船发动机（燃气轮机） 燃气动力装置 航空发动机 制冷、空调 火电厂系统图实际火电厂布置图元宝山火电厂大型坑口电站(陕西韩城电厂)德国1.35MW核电站首台国产20万千瓦机组(辽宁朝阳电厂)660MW发电机内部（邯郸发电厂)石横发电厂30万千瓦机组集控室扬州第二发电厂600MW监控系统变电站500kV出线火力发电装置锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器过热器基本特点：1、热源，冷源2、工质

4、（水，蒸 汽）3、膨胀做功4、循环 (加压、加热、膨胀做功、放热)单缸汽油发动机构造（内燃机） 图6-15 单缸汽油机构造示意图-火花塞 2-气缸盖 3-出水口 4-气缸 5-活塞 6-水套 7-水泵 8-活塞销 9-进水口 10-连杆 11-飞轮 12-曲轴 13-机油管 14-曲轴箱 15-机油泵 16-曲轴正时齿轮 17-凸轮正时齿轮 18-凸轮轴 19-排气管20-进气管 21-进气门 22排气门 23-化油器内燃机装置空气、油废气吸气点火膨胀排气内燃机装置基本特点：1、热源，冷源2、工质（燃气）3、膨胀做功4、循环 (加压、加热、 膨胀做功、放热)燃气轮机装置活塞燃气轮机(重型、多用

5、于舰船）活塞1连接发电机 2进气道主轴固定支架 3轴颈轴承 4压气机叶片 5压气机模块 6燃气轮机固定支架 7叶轮 叶轮贯穿螺栓 进气道定位 1水平缸封 11燃烧室防护罩 12逆流燃烧室 13燃料注入系统 14燃烧室（火焰筒） 15燃烧室冷却部件 16喷嘴构造 17一级涡轮固定构造 18动力涡轮构造 19排气扩散构造 20 排气烟气探测器 燃气轮机（轻型多用于航空发动机）活塞燃气装置基本特点：1、热源，冷源2、工质（燃气） 3、膨胀做功4、循环 (加压、加热、膨胀做功、放热)压气机燃气轮机燃烧室空气废气制冷空调装置基本特点：1、热源，冷源2、工质（制冷剂）3、得到容积变化功4、循环 (加压、放

6、热、 膨胀、吸热)热能动力装置共同特点： 1、热源，冷源 2、工质 3、容积变化功 4、循环 热机高温热源低温热源Q1Q2W热效率1、可否不要热源而作功思 考 题 ？2、为何要有两个热源，能否不要低 温热源, 不放热，W=Q是否可以 进行？3、发电厂效率高的只有40%，可否 有途径提高，最高效率是否有极 限？极限为多少？4、工质与热功转换的关系工程热力学的研究内容 1、能量转换的基本定律2、工质的基本性质与热力过程3、热功转换设备、工作原理*4、化学热力学基础1、宏观方法：连续体，用宏观物理量描述其状态，其基本规律是无数经验的总结 特点：可靠，普遍，不能任意推广 宏观热力学，平衡热力学2、微观

7、方法：从微观粒子的运动及相互作用角度研究热现象及规律 特点：揭示本质 统计热力学工程热力学的研究方法1. 掌握学科主线 热能转化为机械能的规律、方法及如何提高转化率及热能利用率；2.运用抽象简化方法抽出各种具体问题的本质，并应用热力学基本原理、方法进行分析研究； 3. 重视习题、实验等环节。如何学好工程热力学？教学要求1、弄清基本概念，注意每章后的思考题2、独立完成作业，每次按时交3、有问题及时解决，不要拖至考试考试成绩1、平时(作业+考勤)20%、期末考试0%绪 论 完热力学方面获诺贝尔奖的科学家（1） J.D.范.德瓦尔斯 Johannes van der Waals (1837-1923) 荷兰 气体和液体状态方程 1910年诺贝尔物理学奖热力学方面获诺贝尔奖的科学家（2） M.普朗克 Max Planck (1858-1947) 德国 发现能量子（量子理论） 热二律 1918年诺贝尔物理学奖热力学方面获诺贝尔奖的科学家（3） W.H.能斯脱 Walther Hermann Nernst (1864-1941) 德国 热化学，熵基准 1920年诺贝尔化学奖热力学方面获诺贝尔奖的科学家（4） L.昂萨格 Lar