第一能量轉(zhuǎn)換的基本概念和基本定律

1、第一能量轉(zhuǎn)換的基本概念和第一能量轉(zhuǎn)換的基本概念和基本定律基本定律教師介紹（教師介紹（2 2）研究方向：熱力系統(tǒng)分析、仿真、信息管理研究方向：熱力系統(tǒng)分析、仿真、信息管理系統(tǒng)系統(tǒng)辦公地點(diǎn)：動(dòng)力樓辦公地點(diǎn)：動(dòng)力樓228-4228-4聯(lián)系方式：聯(lián)系方式：E-mail:課程名稱：火電廠熱工與熱力設(shè)備課程名稱：火電廠熱工與熱力設(shè)備教教 材：發(fā)電廠熱力設(shè)備及系統(tǒng)材：發(fā)電廠熱力設(shè)備及系統(tǒng) (謝誔梅等編謝誔梅等編)教學(xué)計(jì)劃：總學(xué)時(shí)教學(xué)計(jì)劃：總學(xué)時(shí)32，學(xué)，學(xué) 分：分：2.0擴(kuò)展參考教材：工程熱力學(xué)擴(kuò)展參考教材：工程熱力學(xué) 沈維道等編（第三版）沈維道等編（第三版） 傳熱學(xué)傳熱學(xué) 楊世銘等編楊世銘等編 (第三版第

2、三版) 鍋爐原理鍋爐原理 周克毅等編周克毅等編 汽輪機(jī)原理汽輪機(jī)原理 康松等編康松等編 熱力發(fā)電廠熱力發(fā)電廠 鄭體寬等編鄭體寬等編教學(xué)環(huán)節(jié)：教學(xué)環(huán)節(jié)：主講、習(xí)題、作業(yè)、答疑、考試。主講、習(xí)題、作業(yè)、答疑、考試。參考教材參考教材: 王培紅主編王培紅主編. 熱工基礎(chǔ)及熱力設(shè)備熱工基礎(chǔ)及熱力設(shè)備 成績(jī)?cè)u(píng)定：成績(jī)?cè)u(píng)定：平時(shí)平時(shí)10%+作業(yè)作業(yè)20%+考試考試70%熱工基礎(chǔ)熱工基礎(chǔ)是講授熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換是講授熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換基本理論和熱量傳遞規(guī)律、以提高熱能利用完基本理論和熱量傳遞規(guī)律、以提高熱能利用完善程度的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。善程度的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。 熱力設(shè)備熱力設(shè)備是講授熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換是

3、講授熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理。設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理。 希望通過同學(xué)們和老師的共同努力，圓滿希望通過同學(xué)們和老師的共同努力，圓滿完成本學(xué)期的教學(xué)和學(xué)習(xí)任務(wù)。完成本學(xué)期的教學(xué)和學(xué)習(xí)任務(wù)。 第一章第一章能源概論能源概論第一節(jié)第一節(jié) 熱能及利用熱能及利用 (Thermal Energy and its Utilization)一、能源一、能源 (Energy Sources)為人類一生產(chǎn)和日常生活提供各種能量和動(dòng)力的物質(zhì)資源。為人類一生產(chǎn)和日常生活提供各種能量和動(dòng)力的物質(zhì)資源。能源轉(zhuǎn)換利用的關(guān)系能源轉(zhuǎn)換利用的關(guān)系熱熱 能能電電 能能機(jī)機(jī) 械械 能能 風(fēng)風(fēng)能能水水能能化化學(xué)學(xué)能能核核能能地地

4、熱熱能能太太陽陽能能一次能源一次能源( (天然存在天然存在) )二次能源二次能源 光電轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換燃料電池燃料電池光熱光熱聚變聚變裂變裂變?nèi)紵紵囁囁啓C(jī)水輪機(jī)風(fēng)車風(fēng)車熱機(jī)熱機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)90%轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換直接利用直接利用利用利用生物質(zhì)生物質(zhì)能源的分類能源的分類類類 別別常常 規(guī)規(guī) 能能 源源新新 能能 源源一次能源一次能源煤、石油、天然氣、水力能等煤、石油、天然氣、水力能等 核能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、核能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、生物質(zhì)能等海洋能、生物質(zhì)能等二次能源二次能源煤氣、焦炭、汽油、柴油、液煤氣、焦炭、汽油、柴油、液化氣、電力、蒸汽等化氣、電力、蒸汽等沼氣、氫能

5、等沼氣、氫能等 中國(guó)能源結(jié)構(gòu)中國(guó)能源結(jié)構(gòu) 中國(guó)原油需求預(yù)測(cè)中國(guó)原油需求預(yù)測(cè) 能源儲(chǔ)備的比較能源儲(chǔ)備的比較國(guó)家 原煤/t 原油/t 天然氣/m3 水電/(kWh/a) 鈾/103t 中國(guó) 1.1451011 3.3109 1.71012 1.9231012 美國(guó) 2.0451011 3.8109 4.61012 3.761011 356.1 世界合計(jì) 1.04391012 1.411010 1.421014 1.45461013 2083.7 中國(guó)人均 95 3 1.416103 1603 kWh/a 美國(guó)人均 962 15 1.184105 1504 kWh/a 世界人均 209 28 2.8

6、4104 2909 kWh/a 中國(guó)、美國(guó)與世界能源儲(chǔ)備的比較（中國(guó)、美國(guó)與世界能源儲(chǔ)備的比較（19941994） 項(xiàng)目 中國(guó) 日本 美國(guó) 英國(guó) 總的能源利用效率 30 57 51 40 其中：工業(yè) 35 78 77 67 電力 24 30 30 27 交通 15 25 25 20 民用 25 80 30 70 能源利用率能源利用率(%)(%)各國(guó)能源利用效率各國(guó)能源利用效率 污染污染溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)酸雨酸雨(SO2,NOx)臭氧層破壞臭氧層破壞放射性污染放射性污染粉塵粉塵二、熱能的合理利用二、熱能的合理利用1、直接利用、直接利用 冶金、化工、食品、干燥等工業(yè)和生活應(yīng)用。冶金、化工、食品、干燥

7、等工業(yè)和生活應(yīng)用。2、間接利用、間接利用 將熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能或電能。將熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能或電能。熱能機(jī)械能（或電能）熱能機(jī)械能（或電能）如：熱力發(fā)電廠、車輛、船舶、飛機(jī)等動(dòng)力裝置。如：熱力發(fā)電廠、車輛、船舶、飛機(jī)等動(dòng)力裝置。 為了有效、經(jīng)濟(jì)地利用熱能，提高熱能的利用率，需要掌為了有效、經(jīng)濟(jì)地利用熱能，提高熱能的利用率，需要掌握有關(guān)熱能及其轉(zhuǎn)換和熱量傳遞有關(guān)規(guī)律的科學(xué)熱工基礎(chǔ)。握有關(guān)熱能及其轉(zhuǎn)換和熱量傳遞有關(guān)規(guī)律的科學(xué)熱工基礎(chǔ)。(Thermal Energy - Mechanical Energy)三、能量轉(zhuǎn)換裝置簡(jiǎn)介三、能量轉(zhuǎn)換裝置簡(jiǎn)介1、熱能動(dòng)力裝置、熱能動(dòng)力裝置 如：（如：（1）蒸汽動(dòng)力裝置

8、）蒸汽動(dòng)力裝置 （2）內(nèi)燃機(jī)）內(nèi)燃機(jī) （3）燃?xì)廨啓C(jī)裝置）燃?xì)廨啓C(jī)裝置 （4）核動(dòng)力裝置）核動(dòng)力裝置2、制冷裝置、制冷裝置 如（如（1）冰箱）冰箱 （2）空調(diào)）空調(diào)1、熱能動(dòng)力裝置（熱電廠）、熱能動(dòng)力裝置（熱電廠）Power Plant蒸汽動(dòng)力裝置原理圖蒸汽動(dòng)力裝置原理圖蒸汽動(dòng)力裝置簡(jiǎn)圖蒸汽動(dòng)力裝置簡(jiǎn)圖蒸汽動(dòng)力裝置簡(jiǎn)圖蒸汽動(dòng)力裝置簡(jiǎn)圖(Turbine)(Boiler)(Feed Pump)(Condenser)1netQWtnet21WQQ熱效率熱效率(Thermal Efficiency)2、制冷裝置、制冷裝置 冰箱冰箱(refrigerator)制冷系數(shù)制冷系數(shù)net2WQCoeffici

9、ent of Performance (COP)空調(diào)空調(diào)(Air-condition)空調(diào)空調(diào)第二節(jié)第二節(jié) 熱工基礎(chǔ)的主要內(nèi)容及研究方法熱工基礎(chǔ)的主要內(nèi)容及研究方法 熱工基礎(chǔ)與應(yīng)用是研究熱能利用的基本原理和規(guī)律，以提熱工基礎(chǔ)與應(yīng)用是研究熱能利用的基本原理和規(guī)律，以提高熱能利用經(jīng)濟(jì)性為主要目的的一門學(xué)科。高熱能利用經(jīng)濟(jì)性為主要目的的一門學(xué)科。一、研究?jī)?nèi)容一、研究?jī)?nèi)容 1、基本概念與基本定律。、基本概念與基本定律。二、研究方法二、研究方法熱力學(xué)研究方法熱力學(xué)研究方法1、宏觀的研究方法、宏觀的研究方法 （宏觀方法研究的熱力學(xué)叫做宏觀熱力學(xué)，也叫做（宏觀方法研究的熱力學(xué)叫做宏觀熱力學(xué)，也叫做經(jīng)典熱力學(xué)經(jīng)典熱力學(xué)）2、常用工質(zhì)的熱力性質(zhì)。、常用工質(zhì)的熱力性質(zhì)。3、熱力過程和循環(huán)的分析研究及計(jì)算。、熱力過程和循環(huán)的分析研究及計(jì)算。、熱量傳遞的三種基本方式及換熱器。、熱量傳遞的三種基本方式及換熱器。熱力學(xué)第一定律、第二定律等基本定律是宏觀方法的基礎(chǔ)。熱力學(xué)第一定律、第二定律等基本定律是宏觀方法的基礎(chǔ)