热工基础ppt教学教材.ppt

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1、热工基础张学学编著石油工程学院流体热工教研室贾敏1工程热力学(EngineeringThermodynamics)研究热能的性质；热能与机械能以及其它形式能量之间的相互转换规律传热学(HeatTransfer)研究热量传递的规律热工理论基础包括如何有效利用热能2绪论0-1能量与能源0-2热工基础的研究内容3能量能量是物质运动的度量。能量是人类社会进步的动力。世界是由物质构成的，一切物质都处于运动状态，所以一切物质都具有能量。0-1能量与能源4能量的主要形式:机械能：物质分子热运动动能与位能之和，即不涉及化学变化和核反应的热力学能，也称为内热能；电能化

2、学能核能辐射能:物体的动能与势能；热能：与电荷的运动和积蓄有关的能量；：通过化学反应释放的能量；：通过核反应释放的能量；：物体以电磁波的形式发射的能量。5能源定义：人类采用各种手段获取各类能量的物质资源分类：非再生能源（耗竭能源）再生能源（非耗竭能源）6我国能源现状集中在非再生能源的有效利用上能源资源蕴藏量和产量居世界第3位人均占有：世界平均值的1/4，工业发达国家的1/15～1/20中国能源开发利用过程中对生态环境的压力和破坏力非常大，每年因污染造成的经济损失在1000亿元以上能源供需矛盾十分突出节能7热能的利用能量的利用过程，实质上是能量的传递与转换

3、过程。*氢、酒精等二次能源燃料电池电能机械能辐射能热能风能、水能、海洋能机械机械能直接利用发电机煤、石油、天然气热能热机直接利用核能核反应太阳能光合作用生物质能燃烧食物利用集热器光电池90％燃烧8热能的利用两种基本方式直接利用：将热能直接用于加热物体如：烘干、蒸煮、采暖、熔化等等；间接利用：将热能转变为其它形式的能*如：热能向机械能的转换热能向机械能转换后再由机械能转换为电能热能向电能直接转换91.工程热力学的研究内容与研究方法2.传热学的研究内容与研究方法0－2热工基础的研究内容10热力学涉及领域Combustionsystems燃烧系统Powerpr

4、oduction—engines,powerplants,etc.动力的产生——发动机，电厂等。Propulsionsystems—aircraft,rockets,etc.驱动系统——航行器，火箭等。Alternativeenergysystems—fuelcells,solarheating,geothermal,windenergy,oceanthermal,etc.可再生能源的利用——燃料电池，太阳能加热系统，地热系统，风能，海洋能等等11Fluidcompressionandmovement—fans,pumps,compressors,etc

5、.流体压缩和运动——风机，泵，压缩机等HVAC—refrigerationsystems,heatpumps,etc.供热通风与空调工程——制冷系统，热泵等Cryogenics—gasseparationandliquefaction低温——气体分离及液化Biomedicalapplications生物医学应用12SteamPower1314Transportation-RailRoad15Transportation-AutomobilesThefirstcarthatevermasteredadrivewasbuiltbytheGermanengin

6、eerandinventorCarlBenzin1885.16Transportation-Automobiles17Aviation:1900Theworld’sfirstpower-driven,controlledandsustainedflightinventedandbuiltbyWilburandOrvilleWrightflownbythematKittyHawk,NorthCarolinaDecember17,1903.Theyopenedtheeraofaviation.18活塞，汽轮机，火箭引擎Piston,GasTurbine&Ro

7、cketEngines19热电厂PowerPlants20AirConditioning211、蒸汽动力装置2、内燃机能量转换装置工作过程简介22锅炉汽轮机发电机给水泵冷凝器过热器吸热、升压、膨胀作功、放热蒸汽动力装置燃料化学能→热能→机械能→电能23在这个循环过程中，为什么要有一个放热的过程？如果设有放热过程它不是能更好地利用能源吗？这将是一个工程热力学研究的问题。工程热力学重点研究热能转换成机械能的过程24内燃机25热能动力装置的特点从能量转换的角度分析，具有以下几个特点：1．需要有某些物质作为工质，协助能量转换的实施；2．依靠工质膨胀作功产生动力

8、；3．工质从热源吸收的热能中，只有一部分转换为功，其余的部分放给冷却水或大气。在