工程热力学课件

第一篇工程热力学第01章 工程热力学的基本概念第02章 热力学第一定律第03章 热力学第二定律第04章 理想气体第05章 水蒸气第06章 气体和蒸汽的流动第07章 压缩机的热力过程第08章 气体动力循环第09章 蒸气压缩制冷循环第10章 湿空气第一篇工程热力学第01章 工程热力学的基本概念第02章 热第01章 工程热力学的基本概念第一节工质的概念及应用第二节热力学系统第三节热力学平衡态第四节热力学状态参数第五节准静态过程和可逆过程第01章 工程热力学的基本概念第一节工质的概念及应用第二第一节工质的概念及应用1、热能动力装置：热能转换为机械能一、热能动力装置与制冷装置的作用第一节工质的概念及应用1、热能动力装置：热能转换为机械能1、热能动力装置：热能转换为机械能一、热能动力装置与制冷装置的作用压缩机2、制冷装置：热量从低温处传递到高温处（热泵）第一节工质的概念及应用1、热能动力装置：热能转换为机械能一、热能动力装置与制冷装置1、热能动力装置：热能转换为机械能一、热能动力装置与制冷装置的作用2、制冷装置：热量从低温处传递到高温处（热泵）二、工质1、定义：把热量转化为机械能的媒介物称为工质，把热能转化为机械能，只有通过工质的膨胀来实现。2、工质的基本性质：作为工质应具有良好的流动性和膨胀性。工质一般都是气态(汽态)。

3、常用工质：空气、燃气、蒸汽（水蒸气及制冷剂蒸汽气）第一节工质的概念及应用1、热能动力装置：热能转换为机械能一、热能动力装置与制冷装置第二节热力学系统一、（热力学）系统、外界、边界1、系统：相互作用的各种热力设备中

被划分出的作为研究对象的热力设备2、外界：系统之外的其它热力设备3、边界：系统与外界的分界面

边界系统与外界通过边界相互作用；有三种交换：①物质；②功量；③热量可以是真实的、也可以是虚拟的；可以是固定的、也可以是活动的。第二节热力学系统一、（热力学）系统、外界、边界1、系统：第二节热力学系统一、（热力学）系统、外界、边界二、系统与外界的类型划分依据：物质、功量、热量交换1、系统的类型开口系统：与外界有物质交换封闭系统：与外界无物质交换绝热系统：与外界无热量交换孤立系统：与外界无任何交换（既无物质交换，又无功量和热量交换）2、外界的类型热源：与系统只发生热量交换。

高温热源：向其他系统供热的热源（热源）；

低温热源：吸收其他系统放出热量的热源（冷源）。功源：与系统只发生功量的交换。质源：与系统只发生物质交换。第二节热力学系统一、（热力学）系统、外界、边界二、系统与第三节热力学平衡态：描述系统宏观状态的物理量一、状态：系统在某一瞬间所处的宏观状况二、状态参数三、平衡态（热力学平衡状态）热平衡：热力系统的温度均匀一致，且不随时间而变力平衡：热力系统的压力均匀一致，且不随时间而变平衡态

在无外界影响的条件下，热力学系统内部工质的温度和压力到处是均匀一致的且不随时间变化。

平衡态：

描述最为简单稳态

系统内的状态参数不随时间而变化均匀态

系统内的状态参数在空间的分布均匀一致第三节热力学平衡态：描述系统宏观状态的物理量一、状态：系第四节热力学状态参数一、常见的状态参数1、压力2、温度3、比容4、内能5、焓6、熵可直接观察和测量的状态参数：基本状态参数热量和功量——非状态参数第四节热力学状态参数一、常见的状态参数1、压力可直接观察第四节热力学状态参数一、常见的状态参数二、状态参数的特性1.状态参数的数值由状态唯一确定pvcbad2.当系统从初态变为终态时，状态参数的变化量，只与系统的初、终态有关，而与变化过程无关。3.工质经过一个循环，又回到初态时，第四节热力学状态参数一、常见的状态参数二、状态参数的特性1.尺度量：描述系统总体特征，如系统的总容积V、总内能U、总焓H、总熵S等，数值与系统的质量成正比，具有可加性。

2.强度量：描述系统内各点特征，如压力p、温度T等，数值与系统的质量无关，不具有可加性。第四节热力学状态参数一、常见的状态参数pvcbad三、状态参数的分类二、状态参数的特性1.尺度量：描述系统总体特征，如系统的总容积V、总内能U、总1、p-v图2、T-s图等点、线、面含义第四节热力学状态参数一、常见的状态参数pvcbad四、状态参数坐标图三、状态参数的分类二、状态参数的特性1、p-v图点、线、面含义第四节热力学状态参数一、常见的第四节热力学状态参数一、常见的状态参数pvcbad四、状态参数坐标图三、状态参数的分类二、状态参数的特性五、基本状态参数2、温度3、比容1、压力第四节热力学状态参数一、常见的状态参数pvcbad四、状1）压力的概念与单位物理学——单位面积上所受到的垂直作用力称为压强(压力)；——气体或者液体作用在单位容器壁面上的垂直作用力称为压力。工程热力学与流体力学压力的单位：分子运动论把气体压力看做是气体分子撞击壁面的宏观表现1、压力1）压力的概念与单位——气体或者液体作用在单位容器壁面上1）压力的概念与单位2）绝对压力、大气压力、表压力与真空度绝对压力：气体的真实压力——工程热力学计算中使用的压力1、压力1）压力的概念与单位2）绝对压力、大气压力、表压力与真空1）压力的概念与单位2）绝对压力、大气压力、表压力与真空度大气压力：标准大气压：纬度45o的海平面上的常年平均气压（用pb表示) 1atm=760mmHg=0.1013MPa=1.03323at。标准状况:压力为1标准大气压、温度为0℃。

绝对压力：1、压力1）压力的概念与单位2）绝对压力、大气压力、表压力与真空1）压力的概念与单位2）绝对压力、大气压力、表压力与真空度大气压力：绝对压力：表压力、真空度：——压力计显示的压力相对压力当绝对压力高于大气压力，p>pb时压力计指示的数值——表压力pg=p-pb当绝对压力低于大气压力，p<pb时压力计指示的数值——真空度pv=pb-p1、压力1）压力的概念与单位2）绝对压力、大气压力、表压力与真空2、温度温度是物体冷热程度的标志通俗地：热力学：一切处于热平衡的系统其温度值均相等与物体内分子运动的平均动能成正比微观上：定义：温标：绝对温度、摄氏温度、华氏温度摄氏度的大小与开尔文的大小相比一致。——热力学中采用的是绝对温度温度的数值表示方法冰点沸点0℃100℃320F2120F100180摄氏温标上的1度大于华氏温标上的1度绝对温度，摄氏温度摄氏温度，华氏温度2、温度温度是物体冷热程度的标志通俗地：热力学：一切处3、比容比容定义：单位质量工质所占有的容积

单位：m3/kg密度定义：单位体积工质所具有的质量

单位：kg/m3比容与密度的关系——互为倒数3、比容比容定义：单位质量工质所占有的容积单位：m3/k第五节准静态过程和可逆过程一、热力过程气缸

边界

活塞

气体1重物

气体2

取走重物pv12系统从初始平衡态变化到终了平衡态所经历的全部状态第五节准静态过程和可逆过程一、热力过程气缸边界活塞第五节准静态过程和可逆过程一、热力过程气缸

边界

活塞

气体1

一堆沙子

一粒粒取走沙粒(一堆沙子代替重物)气体2

过程进行得足够缓慢，系统所经历的每一个中间状态足够接近平衡状态。二、准静态过程pv12第五节准静态过程和可逆过程一、热力过程气缸边界活塞注意第五节准静态过程和可逆过程一、热力过程

过程进行得足够缓慢，系统所经历的每一个中间状态足够接近平衡状态。二、准静态过程2、准静态过程的基本特征温差无限小压差无限小——内部平衡1、热力过程进行的时间比弛豫时间长得多恢复平衡所需要的时间

实际的热力过程进行的时间远大于弛豫时间，完全可以看做是准静态过程。3、在状态参数坐标图上，准静态过程可以用一条连续曲线表示，非准静态过程不可以用一条连续曲线表示。pv12注意第五节准静态过程和可逆过程一、热力过程过程进第五节准静态过程和可逆过程一、热力过程二、准静态过程三、可逆过程

系统进行了一个过程后，能使系统和外界沿着与原过程相反的方向恢复初态。pv12气缸

边界

活塞

气体1

一堆沙子

一粒粒取走沙粒(一堆沙子代替重物)气体2

第五节准静态过程和可逆过程一、热力过程二、准静态过程三、一、热力过程二、准静态过程三、可逆过程

系统进行了一个过程后，能使系统和外界沿着与原过程相反的方向恢复初态。第五节准静态过程和可逆过程常见的不可逆因素1、耗散效应

——摩擦使功变为热的现象

（不考虑化学反应和电磁效应）2、有限温差下的热传递一、热力过程二、准静态过程三、可逆过程系统进行了一个

（不考虑化学反应和电磁效应）一、热力过程二、准静态过程三、可逆过程

系统进行了一个过程后，能使系统和外界沿着与原过程相反的方向恢复初态。第五节准静态过程和可逆过程常见的不可逆因素1、耗散效应

——摩擦使功变为热的现象2、有限温差下的热传递3、自由膨胀4、不同工质的混合不包含任何不可逆因素的过程才是可逆过程（不考虑化学反应和电磁效应）一、热力过程二、准静态过程三、广义：耗散效应一、热力过程二、准静态过程三、可逆过程

系统进行了一个过程后，能使系统和外界沿着与原过程相反的方向恢复初态。第五节准静态过程和可逆过程常见的不可逆因素1、耗散效应2、有限温差下的热传递3、自由膨胀4、不同工质的混合不包含任何不可逆因素的过程才是可逆过程耗散效应

——摩擦使功变为热的现象当热能和机械能发生转变时，可逆过程可以获得最大可用功广义：耗散效应一、热力过程二、准静态过程三、可逆过程一、热力过程二、准静态过程三、可逆过程第五节准静态过程和可逆过程四、准静态过程与可逆过程1、准静态过程是内部平衡过程。实际过程可以看作是准静态过程。2、可逆过程不包括任何的不可逆因素，内外平衡是可逆过程的充分和必要条件。实际过程是不可逆的。3、可逆过程一定是准静态过程，准静态过程不一定是可逆过程，只有无摩擦的准静态过程才是可逆过程。耗散效应一、热力过程二、准静态过程三、可逆过程第五节准静态过程和第02章 热力学第一定律第一节热力学第一定律的实质及内容第二节功量和热量第三节系统的储存能量第四节对封闭系统的热力学第一定律第五节对开口系统的热力学第一定律第02章 热力学第一定律第一节热力学第一定律的实质及内容第一节热力学第一定律的实质及内容一、热力学第一定律的实质实质——能量转换和守恒定律在工程热力学中的具体应用。

能量转换和守恒定律—能量是可以相互转换的，且转换前后的总量保持不变。二、热力学第一定律的三种表述1、热能可以和机械能相互转换，可以从一个物体传递到另一个物体，在转换过程中，能的总量保持不变。2、不消耗能量而能对外连续作功的第一类永动机是造不成的。3、文字式:进入系统的能量—离开系统的能量

=系统中储存能量的变化量第一节热力学第一定律的实质及内容一、热力学第一定律的实质第二节功量和热量一、功量1、力学定义：物体所受的力及其沿力的方向所产生的位移的乘积。J2、热力学定义：系统与外界相互作用而传递能量时，若其全部作用效果可表现为使物体改变宏观运动的状态，则这种传递的能量称为功。3、可逆过程的功计算——传递中的能量p4、功的符号规定p—V图即示功图

工质状态变化，因其比容变化而作的功，称为容积功。比容减少，

消耗外界功，功为负。比容增大，

系统对外作功，功为正。5、功不是状态参数，是过程函数功是规则运动的能量体现第二节功量和热量一、功量1、力学定义：物体所受的力及其沿第二节功量和热量——传递中的能量二、热量一、功量热力系与外界之间依靠温差传递的能量。3、热量和功量的类比——熵概念的引入2、热量的单位：

1cal＝4.1868J1、热量的符号规定：系统向外界放热，

为负；

热量是不规则运动的能量体现系统从外界吸热，

为正；

熵是状态参数热量不是状态参数，是过程函数第二节功量和热量——传递中的能量二、热量一、功量热力系与第二节功量和热量——传递中的能量二、热量一、功量热力系与外界之间依靠温差传递的能量。3、热量和功量的类比——熵概念的引入2、热量的单位：

1cal＝4.1868J1、热量的符号规定：系统向外界放热，

为负；

热量是不规则运动的能量体现系统从外界吸热，

为正；

熵的定义：熵是状态参数第二节功量和热量——传递中的能量二、热量一、功量热力系与第二节功量和热量——传递中的能量二、热量一、功量热力系与外界之间依靠温差传递的能量。3、热量和功量的类比——熵概念的引入2、热量的单位：

1cal＝4.1868J1、热量的符号规定：系统向外界放热，

为负；

热量是不规则运动的能量体现系统从外界吸热，

为正；

熵的定义：

工质在微元可逆过程中从热源吸收的热量除以工质吸热时热源的绝对温度所得的商，定义为工质在该温度时该微元过程的熵的增量。熵是状态参数第二节功量和热量——传递中的能量二、热量一、功量热力系与第二节功量和热量——传递中的能量二、热量一、功量热力系与外界之间依靠温差传递的能量。3、热量和功量的类比——熵概念的引入2、热量的单位：

1cal＝4.1868J1、热量的符号规定：系统向外界放热，

为负；

热量是不规则运动的能量体现系统从外界吸热，

为正；

熵的定义：熵的含意：

当系统从热源吸收一定数量的热量时，热源的绝对温度越高，则系统熵的变化越小，热量转变为功的程度大。

当系统从环境（大气或海水）吸收热量时，熵的增量达极大值，吸收的热量转换为功的能力为零熵是状态参数第二节功量和热量——传递中的能量二、热量一、功量热力系与第二节功量和热量——传递中的能量二、热量一、功量热力系与外界之间依靠温差传递的能量。3、热量和功量的类比——熵概念的引入2、热量的单位：

1cal＝4.1868J1、热量的符号规定：系统向外界放热，

为负；

热量是不规则运动的能量体现系统从外界吸热，

为正；

熵的定义：熵的含意：可逆过程熵计算：可逆吸热过程，熵增加可逆放热过程，熵减少可逆绝热过程，熵不变熵是状态参数第二节功量和热量——传递中的能量二、热量一、功量热力系与第二节功量和热量——传递中的能量二、热量一、功量热力系与外界之间依靠温差传递的能量。3、热量和功量的类比——熵概念的引入2、热量的单位：

1cal＝4.1868J1、热量的符号规定：系统向外界放热，

为负；

热量是不规则运动的能量体现系统从外界吸热，

为正；

熵的定义：熵的含意：可逆过程熵计算：不可逆过程熵计算：ds流:由热交换引起ds产:由不可逆因素引起吸热过程，熵流大于零放热过程，熵流小于零绝热过程，熵流等于零可逆过程，熵产等于零不可逆过程，熵产大于于零任何过程，工质的熵产不可能小于零熵是状态参数第二节功量和热量——传递中的能量二、热量一、功量热力系与第二节功量和热量——传递中的能量二、热量一、功量热力系与外界之间依靠温差传递的能量。3、热量和功量的类比——熵概念的引入2、热量的单位：

1cal＝4.1868J1、热量的符号规定：系统向外界放热，

为负；

热量是不规则运动的能量体现系统从外界吸热，

为正；

熵的定义：熵的含意：可逆过程熵计算：不可逆过程熵计算：1、某封闭系统经历了一不可逆过程后，系统向外界放热20kJ，同时对外界作功为10kJ，则系统的熵的变化量为——。

A.零B.正C.负D.无法确定2、某封闭系统经历了一不可逆循环后，系统向外界放热20kJ，同时对外界作功为10kJ，则系统的熵的变化量为——。

A.零B.正C.负D.无法确定熵是状态参数第二节功量和热量——传递中的能量二、热量一、功量热力系与第二节功量和热量——传递中的能量二、热量一、功量三、功量与热量1、都是通过边界传递的能量；都是过程量；2、功传递由压力差推动，比容变化是作功标志；热量传递由温差推动，比熵变化是传热的标志；3、功是物系间通过宏观运动发生相互作用传递的能量，是规则运动的能量体现；热是物系间通过紊乱的微粒运动发生相互作用而传递的能量，是不规则运动的能量体现。4、功转变为热是无条件的；而热转变为功是有条件、限度的。第二节功量和热量——传递中的能量二、热量一、功量三、功量第三节系统的储存能量一、外部储存能——宏观动能与宏观位能二、内部储存能——内能Uu三、总储存能

在分子的尺度上,包括：内动能—包括分子的移动动能、转动动能，分子中原子的振动动能。温度越高，内部动能越大。内位能—由分子间相互作用力形成。大小取决于分子间的距离,即与比容有关,系统比容增大时，内位能增大。对实际气体,内能是状态参数内能:系统内部各种形式能量的总和

内能的绝对值无法测定,计算中,只涉及到内能的变化量,国际上取水的三相点作为内能的零基准点。内能——系统内的分子无规则运动的热能第三节系统的储存能量一、外部储存能——宏观动能与宏观位能第四节对封闭系统的热力学第一定律△UQW对于热力过程,有对1kg工质,有式中各项的正负号规定为：

系统吸热为正，放热为负；内能增加为正，减小为负；系统对外作功为正，外界对系统作功为负。上式适用于任意过程、任意工质。二、对可逆过程适用的封闭系统第一定律解析式上式适用于可逆过程、任意工质。对微元过程,有一、封闭系统能量方程——热力学第一定律第一解析式题99，100第四节对封闭系统的热力学第一定律△UQW对于热力过程,有一、开口系统稳定流动能量方程——热力学第一定律第二解析式第四节对开口系统的热力学第一定律1、流动功在断面2-2处:

系统对外界做功:

p2v2

kJ/kg

在断面1-1处:

外界必须对流入工质做功:

p1v1

kJ/kg

p2v2p1v112f2f11kg1kg抵抗力p1f1推力△x2△x1121pv

一、开口系统稳定流动能量方程——热力学第一定律第二解析式第四一、开口系统稳定流动能量方程——热力学第一定律第二解析式第四节对开口系统的热力学第一定律p2v2p1v112f2f11kg1kg抵抗力p1f1推力△x2△x11211、流动功2、焓h=pv+u

比焓就是单位质量工质沿着流动方向向前传递的总能量中取决于热力状态的那部分能量，是状态参数。

kJ/kgpv

一、开口系统稳定流动能量方程——热力学第一定律第二解析式第四一、开口系统稳定流动能量方程——热力学第一定律第二解析式第四节对开口系统的热力学第一定律3、轴功wz

工质流经开口系统，使转轴输出的功。4、开口系统稳定流动能量方程5、技术功宏观动能（和位能）的变化量与输出轴功之和6、热力学第一定律第二解析式适用于：任意过程、任意工质正负号规定为：系统吸热为正，放热为负；系统对外作功为正，外界对系统作功为负。二、对可逆过程适用的开口系统热力学一定律第二解析式适用于：可逆过程、任意工质1、流动功2、焓h=pv+u

kJ/kgpv

焓增加为正，焓减小为负。一、开口系统稳定流动能量方程——热力学第一定律第二解析式第四可逆过程可逆过程技术功表示比较得到因为所以相当于图上过程线与p轴间围成的面积ab21a负号表示工质膨胀、压力降低时轴功为正。对于微元过程：可逆过程可逆过程技术功表示比较得到因为所以相当于图上过程线与*一元稳定流动条件4、开口系统稳定流动能量方程1）一元流动是指工质的状态参数和流速,仅沿流动方向做一元的变化,

与流动方向垂直的同一截面上的各点工质的状态参数和流速是相同的。

2）任意一点的状态参数不随时间变化3）进入系统的质量等于离开系统的质量4）进入系统的能量等于离开系统的能量开口系统示意图*稳定流动能量方程

或*一元稳定流动条件4、开口系统稳定流动能量方程1）一元流动是开口系统示意图wz开口系统示意图wz第03章 热力学第二定律第一节循环及循环的经济性指标第二节热力学第二定律的实质及内容第三节卡诺循环与逆向卡诺循环第四节卡诺定理及其对实际工作的指导意义第03章 热力学第二定律第一节循环及循环的经济性指标第二第一节循环及循环的经济性指标一、循环

工质从初态出发，经过一系列状态变化后，又回到初始状态所完成的一个封闭过程。二、正循环与逆循环正循环：按顺时针方向进行；逆循环：按逆时针方向进行；循环膨胀功大于压缩功，循环的净功量为正，即系统对外输出机械功。逆循环的膨胀功小于压缩功，循环净功量为负，即消耗外界机械功，将热量从低温物体传向高温物体。

工质经过一个循环后，工质的所有热力学状态参数都没有发生改变效果：效果：

所有的热机循环都是按正循环工作。

制冷循环和热泵循环都是按逆循环工作的。第一节循环及循环的经济性指标一、循环工质从初态第一节循环及循环的经济性指标一、循环

工质从初态出发，经过一系列状态变化后，又回到初始状态所完成的一个封闭过程。二、正循环与逆循环三、热机循环及其热效率工质从高温热源吸热工质向低温热源放热循环净功热机循环热效率高温热源低温热源第一节循环及循环的经济性指标一、循环工质从初态第一节循环及循环的经济性指标一、循环

工质从初态出发，经过一系列状态变化后，又回到初始状态所完成的一个封闭过程。二、正循环与逆循环三、热机循环及其热效率四、逆循环及其工作系数高温热源低温热源从低温热源吸热向高温热源放热耗功制冷系数供热系数第一节循环及循环的经济性指标一、循环工质从初态第二节热力学第二定律的实质及内容一、实质

说明的是有关热过程进行的方向、条件和限度等问题的规律，其中方向问题是根本问题。二、对逆循环的表达

热量可以自发地从高温物体传到低温物体；要使热量从低温物体传到高温物体，必须消耗外界的机械功；制冷系数不可能趋于无穷大。

对逆循环：热量可以自发地从高温物体传向低温物体，但不能自发地从低温物体传向高温物体；但这并不是说热量不能从低温物体传向高温物体，热量从低温物体传向高温物体是有条件的，这个条件就是必须消耗外界机械功；热量从低温物体传向高温物体是有限度的，这个限度就是制冷系数不可能等于无穷大。

逆循环：实现热量由低温物体向高温物体的传递。但必须消耗一定的机械能。实践证明，企图不消耗机械功而实现由低温物体向高温物体传递热量是不可能的。

克劳修斯说法：“不可能把热量从低温物体传到高温物体，而不引起其它的变化”。第二节热力学第二定律的实质及内容一、实质 说明的是有关热第二节热力学第二定律的实质及内容一、实质

说明的是有关热过程进行的方向、条件和限度等问题的规律，其中方向问题是根本问题。二、对逆循环的表达三、对正循环的表达

热机循环：把热量转换为机械能，总有一部分热量不能转换为机械能，而以废热的形式放给温度较低的环境。实践证明：企图不向温度较低的环境放热而把高温物体的热能连续地完全转换为机械能是不可能的。

开尔文说法：“不可能从单一热源吸取热量使之完全变为有用功，而不引起其他变化”。

要使热能转化为机械功，必须要有二个（或以上）热源；热效率不可能达到百分之百。

“第二类永动机（单一热源的热机

）是不可能制成的”

对正循环：功可以自发地连续地全部转换为热，热不能自发地连续地全部转换为功；但这并不是说，热不能转变为功,热变功是有条件的，这个条件就是必须有二个热源；热转换为功是的限度的，这个限度就是热效率必然小于100%。

克劳修斯说法：“不可能把热量从低温物体传到高温物体，而不引起其它的变化”。“热机的热效率不可能达到100%”第二节热力学第二定律的实质及内容一、实质 说明的是有关热第三节卡诺循环与逆向卡诺循环一、可逆循环与不可逆循环可逆循环：组成循环的过程都是可逆过程不可逆循环：组成循环的过程有一个不可逆第三节卡诺循环与逆向卡诺循环一、可逆循环与不可逆循环可逆第三节卡诺循环与逆向卡诺循环一、可逆循环与不可逆循环二、卡诺循环——热机的最理想循环

利用两个热源，由两个可逆定温过程和两个可逆绝热组成的热机循环。THTL11223344s1s21、卡诺循环组成：高温热源低温热源THTL2、卡诺循环热效率：可见：①

②

③④q1=TH(s2-s1)q2=TL(s2-s1)卡诺循环的有关结论对工程实践有着非常重要的指导意义！！第三节卡诺循环与逆向卡诺循环一、可逆循环与不可逆循环二、11223344s1s2THTL第三节卡诺循环与逆向卡诺循环一、可逆循环与不可逆循环二、卡诺循环——热机的最理想循环三、逆向卡诺循环——制冷循环或热泵循环的最理想循环

利用两个热源，由两个可逆定温过程和两个可逆绝热组成的逆循环。1、逆向卡诺循环组成：2、逆卡诺循环制冷系数：可见：①②③q1=T1(s2-s1)q2=T2(s2-s1)高温热源低温热源11223344s1s2THTL第三节卡诺循环与逆向卡诺第四节卡诺定理及其对实际工作的指导意义1、在温度TH的高温热源和温度TL的低温热源之间工作的一切可逆热机，其热效率都相等，与工质的性质无关；2、在温度TH的高温热源和温度TL的低温热源之间工作的热机循环，以卡诺循环热效率为最高。一、卡诺定理表述二、提高热能动力装置热效率的途径1、尽量提高高温热源的温度。2、尽量降低低温热源的温度，尽量接近环境温度。3、尽量减少过程的不可逆性，减少摩擦与传热温差，使实际循环接近可逆循环。2、提高低温热源的温度，即选择较高的冷库温度，提高蒸发温度。1、降低高温热源的温度，即选择低温的冷却介质，降低冷凝温度。3、尽量减少过程的不可逆性，减少摩擦与传热温差，使实际循环接近可逆循环。三、提高制冷装置制冷系数的途径：四、提高热泵循环供热系数的途径：第四节卡诺定理及其对实际工作的指导意义1、在温度TH的高第04章 理想气体第一节理想气体的定义及物理模型第二节理想气体状态方程第三节理想气体的比热第四节理想气体的内能和焓第五节理想气体的定容过程第六节理想气体的定压过程第七节理想气体的定温过程第八节理想气体的绝热过程第九节理想气体的多变过程第04章 理想气体第一节理想气体的定义及物理模型第二节第一节理想气体的定义及物理模型理想气体：分子本身体积忽略不计；分子间作用力忽略不计；气体分子如同弹性质点。性质集态分子间距分子吸引力流动性压缩性

气态很大很小易可压缩

液态比较小比较大易不可压缩

固态很小很大不易不可压缩常见的理想气体与实际气体理想气体:氧气、氮气、空气（湿空气）、燃气、空气或燃气中的水蒸气。实际气体:造水机中的水蒸气、制冷装置中的制冷剂蒸气。实际气体：压力越低或温度越高，越接近理想气体。

同一种气态物质，随温度的升高和压力的降低，其容积增加，分子间的内聚力进一步减小。刚从液态转变过来的气态物质（蒸气），不能看作理想气体第一节理想气体的定义及物理模型理想气体：分子本身体积忽略第二节理想气体状态方程一、理想气体的三个实验定律1、查理定律:2、盖．吕萨克定律：3、波义耳—马略特定律：或者

同一种理想气体在温度不变的条件下，其绝对压力与比容成反比。

同一种理想气体在压力不变的条件下，其比容与绝对温度成正比。

同一种理想气体在比容不变的条件下，其绝对压力与绝对温度成正比。比容v

保持不变压力p保持不变温度T

保持不变1、查理定律:2、盖．吕萨克定律：3、波义耳—马略特定律：第二节理想气体状态方程一、理想气体的三个实验定律1、查理第一节理想气体状态方程一、理想气体的三个实验定律或者比容v

保持不变压力p

保持不变温度T

保持不变1、查理定律:2、盖．吕萨克定律：3、波义耳—马略特定律：二、理想气体状态方程pv＝RTR——气体常数与气体种类有关，与状态无关。单位：J/kg·K第一节理想气体状态方程一、理想气体的三个实验定律或者比容第二节理想气体状态方程一、理想气体的三个实验定律二、理想气体状态方程（克拉贝隆方程）pv＝RTR——气体常数与气体种类有关，与状态无关。单位：J/kg·K对mkg理想气体RM=MR=8314J/kmol·K，

——气体通用常数，对nkmol理想气体pV=nMRT=nRMTM——千摩尔质量kg/kmol

m=n.M

pV＝mRT

第二节理想气体状态方程一、理想气体的三个实验定律二、理想分为三类：

1）质量比热c：取1kg质量作为计量单位，单位为kJ/kg.K2）千摩尔比热cM：取1kmol作为计量单位时，单位kJ/kmol.K3）容积比热c’：取标准状态下1m3气体的容积作为计量单位，单位为kJ/Nm3.K。第三节理想气体的比热一、热容（热容量）：二、比热（比热容）：cM=M·c=22.4c’影响理想气体热容的因素：系统内的物量、气体的性质、加热过程、气体的温度。物体温度升高1K所需要的热量，单位kJ/K。单位物量的物体温度升高1K所需要的热量。影响理想气体比热的因素：气体的性质、加热过程、气体的温度。与压力无关。三、定压比热与定容比热cp>cvcp-cv=Rcpcv=kcv=1k-1cpk=k-1分为三类：第三节理想气体的比热一、热容（热容量）：二、２、同一种理想气体，只要有相同的初态温度和终态温度，任何过程中其内能的变化都相同。第四节理想气体的内能和焓一、理想气体的内能

１、理想气体的内能只与温度有关，仅是温度的单值函数。３、理想气体，任何过程中内能的变化都可表示为二、理想气体的焓

１、理想气体的焓只是温度的单值函数。２、只要有相同的初态温度和终态温度，任何过程中其焓的变化都相同。３、理想气体，任何过程中焓的变化都可表示为2、3、4、5点温度相同三、理想气体可逆过程适用的热力学第一定律２、同一种理想气体，只要有相同的初态温度和终态温度，任何过程适用于理想气体任意过程对理想气体和实际气体都成立

对定容过程，外界加入封闭系统的热量全部用来增加系统内能，反之，封闭系统向外界放出的热量全部由系统内能的减少来补偿。第五节理想气体的定容过程——状态变化过程中，比容保持不变一、过程方程式：二、状态参数之间的关系：三、过程在状态参数坐标图上的表示：T-s图上的斜率：四、过程中的能量转换关系：v＝定值适用于理想气体任意过程对理想气体和实际气体都成立第六节理想气体的定压过程一、过程方程式：二、状态参数之间的关系：三、过程在状态参数坐标图上的表示：T-s图上的斜率：四、过程中的能量转换关系——在状态变化过程中，压力保持不变p＝定值

在定压过程中，气体吸收的热量大于对外作功量；理想气体定压过程中的对外做功量，全部来自于所吸收的热量。

一定质量的理想气体在等压作用下，温度从127℃上升到227℃，其比容等于原来的

倍：5/4第六节理想气体的定压过程一、过程方程式：二、状态参数之间第七节理想气体的定温过程——在状态变化过程中，温度保持不变一、过程方程式：二、状态参数之间的关系：三、过程在状态参数坐标图上的表示：p-v图上的斜率：四、过程中的能量转换关系pv＝定值

理想气体定温过程中吸热量等于膨胀功；放热量等于压缩功。

一定质量的理想气体在温度保持不变的条件下，若压力表的读数从0.5MPa下降到0.4MPa，其比容等于原来的____倍。6/5

第七节理想气体的定温过程——在状态变化过程中，温度保持不第八节理想气体的绝热过程——在状态变化过程中，系统与外界没有热交换一、过程方程式：二、状态参数之间的关系：三、过程在状态参数坐标图上的表示：p-v图上的斜率：四、过程中的能量转换关系pvk＝定值任意气体绝热过程对于可逆过程对于可逆绝热过程可逆的绝热过程是定熵过程理想气体可逆绝热过程第八节理想气体的绝热过程——在状态变化过程中，系统与外界第九节理想气体的多变过程一、过程方程式：特例：n=0→pv0=p=定值—定压过程；n=1→pv=定值—定温过程；n=κ→pvκ=定值—绝热过程；n=∞→

p1/nv=p0v=v=定值—定容过程。二、状态参数之间的关系：pvn＝定值n为全体实数.称为多变指数第九节理想气体的多变过程一、过程方程式：特例：n=0→p三、过程在状态参数坐标图上的表示第九节理想气体的多变过程特例：n=0→pv0=p=定值—定压过程；n=1→pv=定值—定温过程；n=κ→pvκ=定值—绝热过程；n=∞→

p1/nv=p0v=v=定值—定容过程。三、过程在状态参数坐标图上的表示第九节理想气体的多变过程三、过程在状态参数坐标图上的表示第九节理想气体的多变过程①n顺时针方向增大；两图的过程线和区间一一对应。②dv>0,膨胀功量为正；③dp<0,技术功为正；④ds>0,热量为正；⑤dT>0→du>0，dh>0。三、过程在状态参数坐标图上的表示第九节理想气体的多变过程第九节理想气体的多变过程△u=cv

(T2–T1)不适用于定温过程对照多变过程的比热对于四种典型的热力过程，有:定压过程：n=0，c=cp；定温过程：n=1，c=∞；绝热过程：n=k，c=0；定容过程：n=∞，c=cv。四、过程中的能量转换关系第九节理想气体的多变过程△u=cv(T2–T1)第05章 水蒸气第一节水蒸气的基本概念第五节水蒸气表和h-s图第六节水蒸气的基本热力过程第二节水在定压汽化过程中的五种状态第三节水的定压汽化过程的三个阶段第四节水蒸气的p－v图和T－s图第05章 水蒸气第一节水蒸气的基本概念第五节水蒸气表第一节基本概念一、汽化和液化汽化沸腾：蒸发：液态汽化气态液化或凝结饱和蒸汽饱和水二、蒸发和沸腾三、饱和温度和饱和压力相应的温度和压力称为饱和温度（ts）和饱和压力f(Ps)。饱和状态：当汽化速度等于液化速度时，汽、液两相处于动态平衡，两相平衡的状态就称为饱和状态。ts=f(Ps)在饱和状态下，蒸气称为饱和蒸气，液体为饱和液体。在任何温度下，发生在液体的自由表面上。在一定温度下，同时发生在水的表面和内部。第一节基本概念一、汽化和液化汽化沸腾：蒸发：液态汽化气态第二节水在定压汽化过程中的五种状态容器中装有1kg水t=tst=tst=tst>ts0℃abcde未饱和水：a～b，t<ts，

过热蒸汽：e，t>ts

，饱和水：b，t=ts

，干饱和蒸汽：d，t=ts

，

湿蒸汽：c，饱和水和饱和蒸汽的混合物t=ts

，p、T不是独立的状态参数。干度x：1kg湿蒸汽中含xkg的饱和蒸汽

过冷度t=ts-t，过冷水过热度t=t-ts

p、T

是独立的状态参数。

p、T不是独立的状态参数。p、T不是独立的状态参数。

p、T是独立的状态参数。压缩水第二节水在定压汽化过程中的五种状态容器中装有1kg水第三节水在定压汽化过程的三个阶段容器中装有1kg水t=tst=tst=tst>ts0℃abcdepvTsababcddcee第三节水在定压汽化过程的三个阶段容器中装有1kg水t第三节水在定压汽化过程的三个阶段pvTsababcddcee2）定压汽化阶段b-c-d：饱和水→干饱和蒸汽，既是定压又是定温的过程。水在定压汽化阶段所吸收的单位质量热量1）定压预热阶段a-b：未饱和水→饱和水。3）定压过热阶段d-e：饱和蒸汽→过热蒸汽。

整个水蒸气定压发生过程所需的热量等于三者之和，可用水和水蒸气的焓值变化来计算。

比液体热：水在定压预热阶段所吸收的单位质量热量。

比汽化潜热：比过热量：水在定压过热阶段所吸收的单位质量热量。

一公斤饱和水在定压下加热变成饱和蒸汽时所吸收的热量比汽化潜热:干饱和蒸汽的比焓与饱和水的比焓的差值第三节水在定压汽化过程的三个阶段pvTsababcd第三节水在定压汽化过程的三个阶段pvTsababcddceeCCx=0x=0x=1x=1p0vsT0湿蒸汽区湿蒸汽区过热蒸汽区过热蒸汽区未饱和水区未饱和水区第三节水在定压汽化过程的三个阶段pvTsababcd第四节水蒸气的p－v图和T－s图CCx=0x=0x=1x=1p0vsT0湿蒸汽区湿蒸汽区过热蒸汽区过热蒸汽区未饱和水区未饱和水区1、一点二线三区五态。2、当压力升高时，饱和温度随之升高，汽化过程缩短，比汽化潜热减少，预热过程变长，比液体热增加。3、临界点上的比汽化潜热为零，即汽化在一瞬间完成。水的临界参数pc=22.115MPatc=374.12℃vc=0.003147m3/kg第四节水蒸气的p－v图和T－s图CCx=0x=0x=1x第四节水蒸气的p－v图和T－s图当水的温度超过临界温度tc=374.12℃时，水仅以气态存在。无论加多大压力，都不能使蒸汽液化。第四节水蒸气的p－v图和T－s图当水的温度超过临界温度t一、水蒸气表

1、饱和水与饱和水蒸气表1）按温度排列:tps、v′、h′、s′、v〞、h〞、s〞2）按压力排列pts、v′、h′、s′、v〞、h〞、s〞湿蒸汽：v′、h′、s′v〞、h〞、s〞x2、未饱和水与过热水蒸气表t、pv、h、s第五节水蒸气表和h-s图一、水蒸气表1、饱和水与饱和水蒸气表1）按温度排列:tp一、水蒸气表

第五节水蒸气表和h-s图二、水蒸气h-s图

在湿蒸气区内，定压线为一簇倾斜的直线，同时它也是定温线。定压线—向右上方呈发散状。结构：C—临界点，x＝0线，x＝1线；定压线、定温线；在饱和区内还有定干度线。定干度线束是从临界点出发、主体向右下方呈发散状的曲线簇。所有干度值的定干度线汇交于临界点一、水蒸气表第五节水蒸气表和h-s图二、水蒸气h-s图第五节水蒸气的基本热力过程——过程中的能量转换关系可逆过程任意过程一、定容过程单位质量水蒸气的膨胀功等于零比内能的变化量等于单位质量水蒸气的交换的热量二、定压过程单位质量水蒸气的技术功等于零比焓的变化量等于单位质量水蒸气交换的热量三、定温过程四、绝热过程——定熵过程（可逆）蒸汽在汽轮机内进行膨胀时，并不吸收热量，若不计热损失，可看作是绝热过程。若没有耗散，是可逆绝热过程。若考虑耗散，是不可逆绝热过程。绝热效率（相对内效率）第五节水蒸气的基本热力过程——过程中的能量转换关系可逆过第06章 气体和蒸汽的流动第一节稳定流动的基本方程第二节喷管和扩压管的流动特性及其截面变化规律第三节喷管中的流速和质量流量及其影响因素第四节实际应用实例第五节绝热节流第06章 气体和蒸汽的流动第一节稳定流动的基本方程第二节第一节稳定流动的基本方程假设：①状态及流速只沿流动方向变化；各点的状态及流速、流量等都不随时间变化。②流动中能量转换过程是可逆的。③工质与外界没有热交换．*一元稳定流动条件1）一元流动是指工质的状态参数和流速,仅沿流动方向做一元的变化,

与流动方向垂直的同一截面上的各点工质的状态参数和流速是相同的。

2）任意一点的状态参数不随时间变化3）进入系统的质量等于离开系统的质量4）进入系统的能量等于离开系统的能量第一节稳定流动的基本方程假设：*一元稳定流动条件1）一元第一节稳定流动的基本方程假设：①状态及流速只沿流动方向变化；各点的状态及流速、流量等都不随时间变化。②流动中能量转换过程是可逆的。③工质与外界没有热交换．1、连续性方程2、能量方程3、状态方程4、音速方程马赫数亚音速超音速当地音速马赫数代表流体流动中的惯性力与弹性力之比。第一节稳定流动的基本方程假设：1、连续性方程2、能量方程第二节喷管和扩压管的流动特性及其截面变化规律喷管：使高压气流膨胀，压力能转变成宏观动能，获得高速气流。扩压管：使高速气流的速度降低，压力升高，将动能转变为压力能。一、喷管和扩压管的流动特性二、喷管和扩压管的截面变化规律M=1喷管扩压管第二节喷管和扩压管的流动特性及其截面变化规律喷管：使高压第三节喷管中的流速和质量流量及其影响因素、流速及其影响因素任意工质，任意绝热过程

理想气体，任意绝热过程

理想气体，可逆绝热过程

当时当时达到最大值

当喷管内的理想气体做可逆绝热流动时，喷管出口流速由气体的种类、进口初参数压力p1和比容v1，以及出口压力p2而定。第三节喷管中的流速和质量流量及其影响因素、流速及其影响因第三节喷管中的流速和质量流量及其影响因素、流速及其影响因素二、临界压力比M=1流速等于当时音速临界流动：压力等于临界压力对于单原子气体：对于双原子气体：对于三原子气体：临界压力比：

若进口为亚音速流动，当气流的压力下降到约为进口压力的一半时流速等于当地音速。第三节喷管中的流速和质量流量及其影响因素、流速及其影响因第三节喷管中的流速和质量流量及其影响因素、流速及其影响因素二、临界压力比三、质量流量及其影响因素

对于一元稳定流动，喷管中各截面上的质量流量相等，因此，可根据任一截面上的流速、比容和截面面积，用连续性方程计算。

工程上，通常都是按喷管最小截面上的有关参数计算质量流量的。第三节喷管中的流速和质量流量及其影响因素、流速及其影响因第三节喷管中的流速和质量流量及其影响因素、流速及其影响因素二、临界压力比三、质量流量及其影响因素四、工况变动时气体在喷管中的流速与流量变化

气体在渐缩形喷管中流动，喷管出口的背压与进口压强之比大于临界压强比，若此时降低背压，气体的流速和质量流量将增加。

气体在渐缩形喷管中流动，喷管出口的背压与进口压强之比小于临界压强比，若此时降低背压，气体的流速和质量流量不变。第三节喷管中的流速和质量流量及其影响因素、流速及其影响因四、工况变动时气体在喷管中的流速变化对于收缩形喷管：p2p1p2′阀接真空泵Ⅱp1ⅡⅠⅠⅠⅡⅢ四、工况变动时气体在喷管中的流速变化对于收缩形喷管：p2p第四节实际应用实例驱动涡轮后的废气发动机排出的废气压缩后的空气吸入新鲜空气涡轮轴承润滑油孔废气涡轮增压器第四节实际应用实例驱动涡轮后的废气发动机排出的废气压缩后第五节绝热节流流体流经通道突然缩小的截面后发生压力降低的现象。由能量方程即节流前后气体的焓不变。可得

由于孔口附近的扰动及涡流，造成不可逆损失，因此气流恢复稳定时，p2比节流前稳定气流的压力p1要低。节流过程是典型的不可逆过程。由于不可逆因素的影响，绝热节流过程中气体的熵将增加。由于压力下降,比容增加。对于理想气体,温度和内能不变;对于实际气体,变化比较复杂。第五节绝热节流流体流经通道突然缩小的截面后发生压力降低的节流汤姆逊效应pTppNNTHTL冷效应区热效应区转回温度曲线节流后，温度降低，即称为节流冷效应节流后，温度不变，即称为节流零效应节流后，温度升高，即称为节流热效应

大多数实际气体，常温下节流都处于冷效应区，节流后温度下降。

绝热节流冷效应是工程上获得低温的常用方法。节流汤姆逊效应pTppNNTHTL冷效应区热效应区转回温度曲第07章 压缩机的热力过程第一节活塞式压缩机的工作原理和示功图第二节单级活塞式压缩机的耗功量第三节压缩机的容积效率及其影响因素第四节多级压缩第五节叶轮式压缩机的工作原理及分类第07章 压缩机的热力过程第一节活塞式压缩机的工作原理和第一节活塞式压缩机的工作原理和示功图

压缩机是制造压缩气体的设备。从热力学观点看，压缩机是消耗外界机械能,将气体由较低压力压缩到较高压力。压缩机分类动作原理和结构压缩级数单级压缩机两级压缩机多级压缩机排气压力压缩机:表压力>2bar鼓风机:表压力0.15～2bar通风机：表压力<0.15bar压缩工质制冷压缩机空气压缩机船舶使用的压缩机

二级活塞式空气压缩机:启动主机、辅机；单级活塞式压缩机:冷库制冷和空调；离心式空气压缩机:废气涡轮增压器的压气机中；锅炉和通风用的离心式鼓风机、通风机。叶轮式活塞式离心式轴流式第一节活塞式压缩机的工作原理和示功图压缩机是制造一、活塞式压缩机的工作原理单级：依靠气体一次流经气缸，达到所需的工作压力。第一节活塞式压缩机的工作原理和示功图1-2:压缩过程。2-3:排气过程。3-4:膨胀过程。4-1:吸气过程。组成：特点：具有余隙容积;有吸、排气阻力。二、示功图

活塞往复运动一次所消耗的机械功可用示功图上过程线1-2-3-4-1所包围的面积表示。一、活塞式压缩机的工作原理单级：依靠气体一次流经气缸，达到所第二节单级活塞式压缩机耗功量V345T5n5s

理想是指:压缩机活塞到达上止点时，活塞顶面与缸盖底面正好接触而不相撞，即两者间隙为零；气体流进、流出气缸不存在流动阻力的情况。过程线与p轴围成的面积对n=1(等温)、1<n<k(多变)、n=k(绝热)三种不同的压缩过程

第二节单级活塞式压缩机耗功量V345T5n5s理一、余隙容积的影响V04V1-V4VsO

使压气机的产气量减少,但压气机的耗功量亦减少如图中面积12341。压缩每kg气体所耗的功与无余隙容积时相同，所以压缩相同排量的气体至同样的增压比，压气机耗功量与无余隙时相同。

从理论上讲，余隙容积对压缩机的耗功没有影响，但实际上，余隙容积的存在使压缩机活塞往复一次的吸气量减少了，若产生相同质量相同压缩的压缩气体，有余隙的压缩机，要比无余隙容积的压缩机活塞往复次数多，增加了摩擦功的消耗。因此有余隙容积的压缩机要比没有余隙容积时消耗的机械功多。V第三节压缩机的容积效率及其影响因素一、余隙容积的影响V04V1-V4VsO使压气机的产气一、余隙容积的影响V04V1-V4VsOV第三节压缩机的容积效率及其影响因素二、容积效率

由于余隙容积的存在，有效吸气容积V1－V4，总是小于工作容积Vs，工作容积不能充分利用。容积效率ηV表示压缩机工作容积的利用率。最大容积：V1工作容积：Vs＝V1

–

V0有效吸气容积：

V1

–

V4余隙容积：V0余隙比增压比得一、余隙容积的影响V04V1-V4VsOV第三节压缩机一、余隙容积的影响第三节压缩机的容积效率及其影响因素二、容积效率余隙比增压比得三、容积效率的影响因素1、余隙比一般规定余隙比为2％～6％2、增压比

当增压比增加到一定程度时，压缩机虽然在转动，但气缸已不再排气。

此外，增压比越高，压缩终点气体的温度也越高，当终温超过160℃，将破坏缸壁上滑油的正常润滑条件。一、余隙容积的影响第三节压缩机的容积效率及其影响因素二、一、余隙容积的影响第三节压缩机的容积效率及其影响因素二、容积效率三、容积效率的影响因素

因此，一般一级压缩的增压比≤7。需要更高压力时，应采用多级压缩。1、余隙比一般规定余隙比为2％～6％2、增压比

当增压比增加到一定程度时，压缩机虽然在转动，但气缸已不再排气。

此外，增压比越高，压缩终点气体的温度也越高，当终温超过160℃，将破坏缸壁上滑油的正常润滑条件。一、余隙容积的影响第三节压缩机的容积效率及其影响因素二、第四节多级压缩1）增压比降低，提高了压缩机的容积效率，这是最根本的优点；一、二级压缩级间冷却的优点2）降低了压缩终点温度，降低了高压缸气缸壁面的温度，保证了气缸良好的润滑，提高工作可靠性和机器寿命；3）省功，减少压缩机消耗的轴功。第四节多级压缩1）增压比降低，提高了压缩机的容积效率，这第四节多级压缩一、二级压缩级间冷却的优点二、最佳中间压力和最佳增压比确定

各级压气机的增压比相同时，采用中间冷却措施的压缩机所消耗的功最少；而且可以使每个缸的机械负荷分配均匀，以及热负荷分配均匀。得即第四节多级压缩一、二级压缩级间冷却的优点二、最佳中间压力第三节叶轮式压缩机的工作原理及分类

叶轮式压缩机具有连续吸、排气体，转速高，因而单位时间供气量大的优点，但它的一级压缩所提供的压力较小。

叶轮式压缩机适用于大流量、低压力的场合。

外界的机械能先转化为气体的动能，然后动能在扩压管中转化为压力能。第三节叶轮式压缩机的工作原理及分类叶轮式压缩机具有连续活塞式压缩机：外界的机械能直接转化为气体的压力能叶轮机压缩机：外界的机械能先转化为气体的动能，然后动能在扩压管中转化为压力能。活塞式压缩机：叶轮机压缩机：第08章 气体动力循环热能动力装置：能够将燃料燃烧释放出来的热量的一部分，连续不断的转换成机械能的整套热工设备，称为热能动力装置，简称动力装置。内燃机：外燃机：

如果直接将燃料的燃烧产物作为工质,这种动力装置称为内燃动力装置(或称为内燃机)。如往复式内燃机,燃气轮机等。活塞式内燃机按燃料与空气的混合是被源点燃还是被压燃，分为点燃式（汽油机、煤气机）和压燃式（柴油机）。

如果只是利用燃烧产物来加热循环的工质(如蒸汽动力装置中利用燃气加热水),则这种动力装置称为外燃动力装置(或称外燃机)。所有热机最理想的循环，都是卡诺循环第08章 气体动力循环热能动力装置：能够将燃料燃烧释放出来第08章 气体动力循环第一节

柴油机实际循环和理想循环第二节定容加热循环和定压加热循环第三节活塞式内燃机各种理想循环的比较第四节提高柴油机功率的主要途径第五节燃气轮机装置循环废气涡轮增压机原理第08章 气体动力循环第一节柴油机实际循环和理想循环第二第一节

柴油机实际循环和理想循环一、柴油机实际循环的理想化2-3-4-5

燃烧膨胀(作功)过程。燃烧和膨胀过程燃烧可分为定容过程和定压过程。5-6-0自由排气过程＋强制排气过程。排气压力略高于大气压力。1、实际循环：1-2

压缩过程。

既有吸热又有放热的过程，是多变过程。0-1

吸气过程。由于阀门的阻力，吸入气缸内空气的压力略低于大气压力。

燃油喷入内燃机缸内进行燃烧，最后推动曲轴做功的过程属于热能转化为机械能

柴油机的实际膨胀过程，既有吸热又有放热的过程，是多变过程。实际工作循环是非封闭循环第一节柴油机实际循环和理想循环一、柴油机实际循环的理想化第一节

柴油机实际循环和理想循环一、柴油机实际循环的理想化2-3-4-5

燃烧膨胀(作功)过程。燃烧和膨胀过程燃烧可分为定容过程和定压过程。5-6-0自由排气过程＋强制排气过程。排气压力略高于大气压力。1、实际循环：1-2

压缩过程。

既有吸热又有放热的过程，是多变过程。0-1

吸气过程。由于阀门的阻力，吸入气缸内空气的压力略低于大气压力。

燃油喷入内燃机缸内进行燃烧，最后推动曲轴做功的过程属于热能转化为机械能

柴油机的实际膨胀过程，既有吸热又有放热的过程，是多变过程。实际工作循环是非封闭循环①实际工作循环是非封闭循环②压缩、膨胀过程，既有吸热又有放热的过程，是多变过程。③工质的组分和化学性质发生变化④所有过程不可逆。3、实际循环理想化条件2、实际循环特点：第一节柴油机实际循环和理想循环一、柴油机实际循环的理想化第一节

柴油机实际循环和理想循环一、柴油机实际循环的理想化1、实际循环：①实际工作循环是非封闭循环②压缩、膨胀过程，既有吸热又有放热的过程，是多变过程。③工质的组分和化学性质发生变化④所有过程不可逆。3、实际循环理想化条件2、实际循环特点：③用工质从外界的定容吸热和定压吸热过程代替燃油的燃烧放热过程；工质视为理想气体，质量不变，化学性质不变。②把压缩过程和膨胀过程视为绝热过程④所有热力过程均可逆。①取消进排气过程，用定容放热过程代替排气过程，循环中工质处于闭口系统第一节柴油机实际循环和理想循环一、柴油机实际循环的理想化q1vw0q1vq1pq1pq2q2第一节

柴油机实际循环和理想循环一、柴油机实际循环的理想化二、混合加热循环

——萨巴特循环现代机械喷射式柴油机理想循环1-2绝热压缩过程；2-3定容加热过程；4-5绝热膨胀过程；。5-1定容放热过程。3-4定压加热过程；2、混合加热循环的热效率：1、组成：3、内燃机的特性参数①②压缩比定容升压比定压预胀比4、影响混合加热循环热效率的因素q1vw0q1vq1pq1pq2q2第一节柴油机实际循环内燃机的特性参数①压缩比：②定容升压比：③定压预胀比：表征内燃机工作体积大小的结构参数，由柴油机结构确定。表示内燃机定容燃烧情况的特性参数，由实际循环燃烧前积累燃油量的多少决定其大小。表示内燃机定压燃烧情况的特性参数，当定压加热量增大时，预胀比也增大。内燃机的特性参数①压缩比：②定容升压比：③定压预胀比：表征内第二节定容加热循环和定压加热循环一、定容加热循环

特点：ρ＝1,可看作混合加热循环的一个特例。可见：汽油机压缩的是可燃混合气，柴油机压缩的是空气，所以，汽油机的压缩比为=6～10，而现代柴油机压缩比可达14以上。——奥托循环：汽油机理想循环热效率：二、定压加热循环——狄塞尔循环：高增压柴油机及汽车用高速柴油机的理想循环

特点：λ＝1,可看作混合加热循环的一个特例。可见：热效率：第二节定容加热循环和定压加热循环一、定容加热循环Ts第三节活塞式内燃机各种理想循环的比较一、初态1、加热量q1、压缩比ε相同41235

混合加热循环:1234514'5'定容加