工程熱力學(xué)(王修彥)課件

1、自我介紹自我介紹 張俊姣qq 微信: 59405300 工程熱力學(xué)Engineering Thermodynamics 熱力學(xué)：是研究能量、能量轉(zhuǎn)換及其與物質(zhì)性質(zhì)之間關(guān)熱力學(xué)：是研究能量、能量轉(zhuǎn)換及其與物質(zhì)性質(zhì)之間關(guān)系的普遍學(xué)說。系的普遍學(xué)說。 工程熱力學(xué)的研究對(duì)象：主要是能量轉(zhuǎn)換，特別是工程熱力學(xué)的研究對(duì)象：主要是能量轉(zhuǎn)換，特別是熱能熱能轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成機(jī)械能機(jī)械能的規(guī)律和方法，以及提高的規(guī)律和方法，以及提高轉(zhuǎn)化效率轉(zhuǎn)化效率的途徑，的途徑，以提高能源利用的以提高能源利用的經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性。 緒論緒論 本章的主要內(nèi)容本章的主要內(nèi)容 一、學(xué)習(xí)工程熱力學(xué)的重要意義一、學(xué)習(xí)工程熱力

2、學(xué)的重要意義 二、工程熱力學(xué)的主要內(nèi)容及研究方法二、工程熱力學(xué)的主要內(nèi)容及研究方法 三、熱能及其利用三、熱能及其利用 四、如何學(xué)好四、如何學(xué)好工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)？一、學(xué)習(xí)工程熱力學(xué)的重要意義一、學(xué)習(xí)工程熱力學(xué)的重要意義 1.是非常重要的一門是非常重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課專業(yè)基礎(chǔ)課。 2.應(yīng)用廣泛：應(yīng)用廣泛：電廠熱能動(dòng)力工程電廠熱能動(dòng)力工程、建筑環(huán)境建筑環(huán)境與設(shè)備與設(shè)備工程（工程（暖通、空調(diào)暖通、空調(diào)）、）、化工化工、汽車汽車、火箭火箭、核電站核電站等。等。 3.能解決很多能解決很多專業(yè)方面專業(yè)方面的問題和的問題和日常生活日常生活方面的問方面的問題。題。水（重慶干旱三峽青藏） 固態(tài)（密度） 液態(tài)

3、汽態(tài)生活環(huán)境中水的循環(huán)(霜、露、霧（霧松）的成因)重要的考研題蒸汽動(dòng)力裝置中水的循環(huán)蒸汽動(dòng)力裝置中的水循環(huán)蒸汽動(dòng)力裝置中的水循環(huán)討論討論1：革凝汽器的命？（二定律）：革凝汽器的命？（二定律） 我國(guó)的能源短缺，我國(guó)的能源短缺，而一般蒸汽火電而一般蒸汽火電廠的熱效率只有廠的熱效率只有40%左右，煤燃左右，煤燃燒產(chǎn)生的熱量中燒產(chǎn)生的熱量中大約大約50%由冷卻由冷卻塔（塔（cooling tower)排放到周排放到周圍環(huán)境。為什么圍環(huán)境。為什么不能不要凝汽器不能不要凝汽器（即所謂（即所謂“革凝革凝汽器的命汽器的命”）？）？ （水冷、空冷）（水冷、空冷）討論討論2：汽化潛熱：汽化潛熱 為什么用蒸鍋熱剩飯

4、為什么用蒸鍋熱剩飯剩菜時(shí)，沒有必要放剩菜時(shí)，沒有必要放很多水？很多水？ 其它加熱方式：其它加熱方式： 電爐電爐 電磁爐（鐵鍋）電磁爐（鐵鍋） 微波爐（不用金屬微波爐（不用金屬容器）容器）二、工程熱力學(xué)的主要內(nèi)容及研究方法二、工程熱力學(xué)的主要內(nèi)容及研究方法 基本概念和基本定律基本概念和基本定律:如熱力系統(tǒng)、狀態(tài)參數(shù)、如熱力系統(tǒng)、狀態(tài)參數(shù)、平衡態(tài)、熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律等平衡態(tài)、熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律等等。（基礎(chǔ)）等。（基礎(chǔ)） 能量的轉(zhuǎn)化過程能量的轉(zhuǎn)化過程特別是熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是由特別是熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是由工質(zhì)的吸熱、膨脹、排熱等狀態(tài)變化過程實(shí)現(xiàn)工質(zhì)的吸熱、膨脹、排熱等狀態(tài)變化過程

5、實(shí)現(xiàn)的。（過程和循環(huán)）的。（過程和循環(huán)） 常用工質(zhì)的性質(zhì)常用工質(zhì)的性質(zhì)。 化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)熱力學(xué)方面的內(nèi)容（燃燒，燃料電池，有方面的內(nèi)容（燃燒，燃料電池，有關(guān)環(huán)境問題）關(guān)環(huán)境問題）兩種研究方法兩種研究方法 宏觀的研究方法（現(xiàn)象、經(jīng)典）宏觀的研究方法（現(xiàn)象、經(jīng)典） 從宏觀現(xiàn)象出發(fā)，以實(shí)踐為基礎(chǔ)（兩大基本定從宏觀現(xiàn)象出發(fā)，以實(shí)踐為基礎(chǔ)（兩大基本定律）。特點(diǎn)：概念直觀，易于接受，要用的數(shù)學(xué)律）。特點(diǎn)：概念直觀，易于接受，要用的數(shù)學(xué)知識(shí)比較簡(jiǎn)單。知識(shí)比較簡(jiǎn)單。 微觀的研究方法（微觀、統(tǒng)計(jì)）微觀的研究方法（微觀、統(tǒng)計(jì)） 從物質(zhì)內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)的微觀機(jī)理，來解釋觀測(cè)從物質(zhì)內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)的微觀機(jī)理，來解釋觀測(cè)到的宏

6、觀現(xiàn)象的物理實(shí)質(zhì)?？梢越忉尡举|(zhì)，但是到的宏觀現(xiàn)象的物理實(shí)質(zhì)?？梢越忉尡举|(zhì)，但是微觀結(jié)構(gòu)的近似，雖用了繁復(fù)的數(shù)學(xué)工具，但是微觀結(jié)構(gòu)的近似，雖用了繁復(fù)的數(shù)學(xué)工具，但是結(jié)果也不夠精確。結(jié)果也不夠精確。本課程以宏觀方法為主，有時(shí)引用微觀的方法來解本課程以宏觀方法為主，有時(shí)引用微觀的方法來解釋一些現(xiàn)象的本質(zhì)，現(xiàn)代的計(jì)算工具的引入釋一些現(xiàn)象的本質(zhì)，現(xiàn)代的計(jì)算工具的引入。 熱能和機(jī)械能的品質(zhì)以及其相互轉(zhuǎn)化的難易程度？熱能和機(jī)械能的品質(zhì)以及其相互轉(zhuǎn)化的難易程度？三、熱能及其利用三、熱能及其利用 人類在生產(chǎn)和日常生活中需要各種形式的人類在生產(chǎn)和日常生活中需要各種形式的 能量。能量。能量的開發(fā)和利用程度是一個(gè)社會(huì)

7、發(fā)展的重要標(biāo)志。能量的開發(fā)和利用程度是一個(gè)社會(huì)發(fā)展的重要標(biāo)志。 能源：提供各種能量的物質(zhì)資源。能源：提供各種能量的物質(zhì)資源。 一次能源：以原始狀態(tài)存在于自然界，不需要加工一次能源：以原始狀態(tài)存在于自然界，不需要加工或轉(zhuǎn)換，可以直接利用的能源。亦稱為天然能源?；蜣D(zhuǎn)換，可以直接利用的能源。亦稱為天然能源。如原煤、原油、天然氣、水能、風(fēng)能、太陽能等。如原煤、原油、天然氣、水能、風(fēng)能、太陽能等。 二次能源：由一次能源加工轉(zhuǎn)換后的能源。主要是二次能源：由一次能源加工轉(zhuǎn)換后的能源。主要是是熱能、機(jī)械能和電能。是熱能、機(jī)械能和電能。 我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)、消費(fèi)情況我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)、消費(fèi)情況 “地大物博地

8、大物博” 我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)是以我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)是以煤炭煤炭為主，這在世界上為主，這在世界上也是比較獨(dú)特的。帶來的問題：煤礦的安全也是比較獨(dú)特的。帶來的問題：煤礦的安全問題、環(huán)境污染問題等。問題、環(huán)境污染問題等。 石油石油進(jìn)口的依賴性增加。（大慶、勝利等）進(jìn)口的依賴性增加。（大慶、勝利等）裝機(jī)容量（萬千瓦） 2000年 2010年 2020年 總裝機(jī)容量 32740 58770 93000 裝機(jī)容量 7930 15000 22000 水電 所占比例 24% 25.5% 24% 裝機(jī)容量 23700 40000 60000 煤電 所占比例 73% 68% 63% 裝機(jī)容量 700 2000 5000

9、氣電 所占比例 2% 3.4% 5% 裝機(jī)容量 210 1170 4000 核電 所占比例 0.6% 2% 4% 裝機(jī)容量 240 600 2100 新能源（風(fēng)， 太陽，生物質(zhì)，地?zé)岬龋?所占比例 0.7% 1% 2% 裝機(jī)容量規(guī)劃建議裝機(jī)容量規(guī)劃建議 到到2020年，新裝年，新裝600MW火電機(jī)組約火電機(jī)組約700臺(tái)；新裝機(jī)組均臺(tái)；新裝機(jī)組均裝置脫硫、脫硝設(shè)備。裝置脫硫、脫硝設(shè)備。投資成本：投資成本： SO2=250 元元/千瓦裝機(jī)量；千瓦裝機(jī)量； NOx：200 元元/千瓦裝機(jī)量千瓦裝機(jī)量至至2020年年SO2、NOx市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)本專業(yè)的學(xué)生就業(yè)跟國(guó)家能源政策和本專業(yè)的學(xué)生就業(yè)

10、跟國(guó)家能源政策和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系四、如何學(xué)好四、如何學(xué)好工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)？ 雖然雖然工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)是一門很重要、很有意思的課，但是一門很重要、很有意思的課，但同時(shí)也是公認(rèn)的很難學(xué)的一門課：概念抽象、內(nèi)容繁多。同時(shí)也是公認(rèn)的很難學(xué)的一門課：概念抽象、內(nèi)容繁多。 課前預(yù)習(xí)，上課認(rèn)真聽講，做筆記。課前預(yù)習(xí)，上課認(rèn)真聽講，做筆記。 課后復(fù)習(xí)，獨(dú)立、認(rèn)真完成作業(yè)。課后復(fù)習(xí)，獨(dú)立、認(rèn)真完成作業(yè)。 熱力學(xué)的直觀語言很重要：熱力學(xué)的直觀語言很重要：P-v圖、圖、T-s圖圖、h-s圖、圖、h-d圖圖 適當(dāng)?shù)乜匆恍﹨⒖紩òǜ餍v屆考研題）適當(dāng)?shù)乜匆恍﹨⒖紩òǜ餍v屆考研題） （認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)，注意理論聯(lián)系實(shí)際）（認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)，注意理論聯(lián)系實(shí)際） 學(xué)會(huì)利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)會(huì)利用網(wǎng)絡(luò)參考書目參考書目工程熱力學(xué)工程熱力學(xué) 王修彥王修彥 主編主編 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社工程熱力學(xué)工程熱力學(xué) 龐麓鳴等編龐麓鳴等編 高等教育出版社高等教育出版社熱工基礎(chǔ)熱工基礎(chǔ) 王修彥、張曉東合編王修彥