熱工基礎(chǔ)-期末總復(fù)習(xí)-重點(diǎn)(張學(xué)學(xué))復(fù)習(xí)課程

1、工基礎(chǔ)-期末總復(fù)習(xí)-重點(diǎn)（張學(xué)學(xué)）熱工基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)第一章.系統(tǒng)：在工程熱力學(xué)中，通常選取一定的工質(zhì)或空間作為研究的對象，稱之 為熱力系統(tǒng)，簡稱系統(tǒng)。.系統(tǒng)內(nèi)部各處的宏觀性質(zhì)均勻一致、不隨時間而變化的狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)。.狀態(tài)參數(shù)：用于描述系統(tǒng)平衡狀態(tài)的物理量稱為狀態(tài)參數(shù)，如溫度、壓力、 比體積等。工程熱力學(xué)中常用的狀態(tài)參數(shù)有壓力、溫度、比體積、比熱力學(xué) 能、比始、比嫡等，其中可以直接測量的狀態(tài)參數(shù)有壓力、溫度、比體積，稱 為基本狀態(tài)參數(shù)。.可逆過程：如果系統(tǒng)完成了某一過程之后可以沿原路逆行回復(fù)到原來的狀 態(tài)，并且不給外界留下任何變化，這樣的過程為可逆過程。準(zhǔn)平衡過程：所經(jīng)歷的每一個狀態(tài)都無限地接近

2、平衡狀態(tài)的過程。可逆過程的條件：準(zhǔn)平衡過程+無耗散效應(yīng)。.絕對壓力p、大氣壓力pb、表壓力pe、真空度pv P = n + n D-DD 只有絕對壓力p才是狀態(tài)參數(shù)b電0八八第二章.熱力學(xué)能：不涉及化學(xué)變化和核反應(yīng)時的物質(zhì)分子熱運(yùn)動動能和分子之間的位能之和（熱能）。熱力學(xué)能符號：U,單位：J或kJ o熱力系統(tǒng)儲存能二宏觀動能、宏觀位能+熱力學(xué)能儲存能：E,單位為J或kJ上十,十5.熱力學(xué)第一定律實(shí)質(zhì)就是熱力過程中的能量守恒和轉(zhuǎn)換定律，可表述為：a.在熱能與其它形式能的互相轉(zhuǎn)換過程中，能的總量始終不變。b.不花費(fèi)能量就可以產(chǎn)生功的第一類永動機(jī)是不可能制造成功的。c.進(jìn)入系統(tǒng)的能量一離開系統(tǒng)的能量

3、 =系統(tǒng)儲存能量的變化.閉口系統(tǒng)：與外界無物質(zhì)交換的系統(tǒng)。系統(tǒng)的質(zhì)量始終保持恒定，也稱為控制質(zhì)量系統(tǒng)閉口系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律表達(dá)式對于微元過程V對于可逆過程對于單位質(zhì)量工質(zhì) J d ,/ I對于單位質(zhì)量工質(zhì)的可逆過程J I cJq = A + J /?dv.開口系統(tǒng)穩(wěn)定流動實(shí)現(xiàn)條件1)系統(tǒng)和外界交換的能量(功量和熱量)與質(zhì)量不隨時間而變;2)進(jìn)、出口截面的狀態(tài)參數(shù)不隨時間而變。開口系統(tǒng)的穩(wěn)定流動能量方程Q - A/ + /c； + mgz + R對于單位質(zhì)量工質(zhì)：1 、= A/7 + A cf + g Az + Hs對于微元過程30 = All + mdc; + mgdz + 5%、 1 、

4、、的=+ de ： + gdz +.技術(shù)功：在工程熱力學(xué)中，將工程技術(shù)上可以直接利用的動能差、位能差及，I 、,加 Aq + mgAz 十汗、軸功三項(xiàng)之和稱為技術(shù)功，用 wt表示 對于單位質(zhì)量工質(zhì).節(jié)流：流體在管道內(nèi)流動，遇到突然變窄的斷面，由于存在阻力使流體的壓 力降低的現(xiàn)象稱為節(jié)流。工程上由于氣體經(jīng)過閥門等流阻元件時，流速大時間短，來不及與外界進(jìn)行熱交換，可近似地作為絕熱過程來處理，稱為 絕熱節(jié)流。注意：絕熱節(jié)流過程不是定始過程第三章.理想氣體是一種經(jīng)過科學(xué)抽象的假想氣體，它具有以下3個特征:(1)理想氣體分子的體積忽略不計；(2)理想氣體分子之間無作用力；(3)理想氣體分子之間以及分子與

5、容器壁的碰撞都是彈性碰撞。理想氣體狀態(tài)方程式1Rg為氣體常數(shù)，單位為P J/(kg K)pV 二 mR TpV - nRT質(zhì)量為m的理想氣體物質(zhì)的量為n的理想氣體的狀態(tài)方程式.比熱容：物體溫度升高1K （或1C）所需要的熱量稱為該物體的熱容量，簡c ， J/(kg K)稱熱容比熱容（質(zhì)量熱容）：單位質(zhì)量物質(zhì)的熱容,R理想氣體邁耶公式, 理想氣體的熱力學(xué)能與始都是溫度的單值函數(shù)。dzv = cvdT廿二J1 c;,dTdh = cpdT兇=J： W理想氣體的嫡As - q In 十 仁 In 上四 巧.理想混合氣體：由相互不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的理想氣體組成混合氣體，其中每 組元的性質(zhì)如同它們單獨(dú)存在一

6、樣，因此整個混合氣體也具有理想氣體的性 質(zhì)?；旌蠚怏w的性質(zhì)取決于各組元的性質(zhì)與份額分壓力與道爾頓定律 分壓力：某組元i單獨(dú)占有混合氣體體積 V并處于混合氣體溫度T時的壓力稱為該組元的分壓力。用pi表示 道爾頓定律：混合氣體的總壓力等于各組元分壓力之和（僅適用于理想氣體） 分體積與分體積定律 分體積：混合氣體中第i種組元處于與混合氣體壓力和溫度時所單獨(dú)占據(jù)的體 積稱為該組元的分體積，用Vi表示分體積定律：理想混合氣體的總體積等于各組元的分體積之和理想混合氣體的成分：成分：各組元在混合氣體中所占的數(shù)量份額質(zhì)量分?jǐn)?shù)：某組元的質(zhì)量與混合氣體總質(zhì)量的比值稱為該組元的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。ix,=i摩爾分?jǐn)?shù)：某組元物

7、質(zhì)的量與混合氣體總物質(zhì)的量的比值 。T體積分?jǐn)?shù)：某組元分體積與混合氣體總體積的比值稱為該組元的體積分?jǐn)?shù)。 各成分之間的關(guān)系：pV = n.RT卜 P pV=nRT Vn理想氣體的熱力過程囊3-2各種觸力過程的計苒公式過程昱程方春式參數(shù)間的關(guān)系交換的功量交班的西量“0%產(chǎn)w /(J4a)叫嚴(yán)定容心=定敷Si科自10TJ定由定敷wj)成&(Ti- 丁”0cf(Ti * Ti)定犯fiv 定數(shù)吊外*3Ww定衰叱=定數(shù) a), Pl v2/ 卦0廣1產(chǎn)1如1 一產(chǎn)二或我）*w0事變叱H定數(shù)叁 r Fi I s， 方尸八甲1 一西二工 1或收自（丁工一今）二二 =(O (Ta-Tt)忽略工腹勃地的交化

8、如果需要精確地計算，可以用平均地?zé)崛荽韮?nèi)的“我”由K = *時除外.第四章.自發(fā)過程：不需要任何外界作用而自動進(jìn)行的過程自發(fā)過程是不可逆的！.熱力學(xué)第二定律表述：克勞修斯表述：不可能將熱從低溫物體傳至高溫物體而不引起其它變化。開爾文-普朗克表述：不可能從單一熱源取熱，并使之完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其 它影響.熱力循環(huán)：工質(zhì)經(jīng)過一系列的狀態(tài)變化，重新回復(fù)到原來狀態(tài)的全部過程 正向循環(huán)：將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的循環(huán)，也稱為動力循環(huán)或熱機(jī)循環(huán)。正向循環(huán)的循環(huán)熱效率：， j一循環(huán)熱效率t用來評價正向循環(huán)的熱經(jīng)濟(jì)一 g 一 Q 一 1 Qi性。顯然，t 1制冷系數(shù)：制冷裝置工作系數(shù) 供熱系數(shù)：熱泵工作系數(shù).

9、卡諾循環(huán)：由兩個可逆定溫過程和兩個可逆絕熱過程組成卡諾循環(huán)熱效率:卡諾定理：T，%二一寧一、在相同的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩撮g工作的一切可逆熱機(jī)具有相同的熱效率， 與工質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。二、在相同高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩撮g工作的任何不可逆熱機(jī)的熱效率都小于可逆 熱機(jī)的熱效率。.克勞修斯積分等式受。o潭=。克勞修斯積分不等式非皆。1譚。合寫6.孤立系統(tǒng)的嫡增原理 對于孤立系統(tǒng)：dS=半 =。= ASjjASg 2 0上式表明：孤立系統(tǒng)的嫡只能增大，或者不變，絕不能減小。這一規(guī)律稱為孤 立系統(tǒng)嫡增原理第五章1.水蒸氣的產(chǎn)生過程：蒸氣是由液體汽化而產(chǎn)生的2.濕飽和蒸氣（濕蒸氣）的干度 x叫m v-濕蒸氣中干飽和蒸氣

10、的質(zhì)量X -5八m以.mw-濕蒸氣中飽和水的質(zhì)量3.水蒸氣的基本熱力過程:w = 0叱=v（A -p3）（7 = th -ll,=（4一%） 一vv - q- Au=T（s2 -sj一（電一九）+ （訪）（卜）蹉混過程（c）定丹理科W = P（b 一 片） % = 0 q = hhw = u -u.嗎=h 一飽g = 0.濕空氣：含有水蒸氣的空氣。露點(diǎn)：濕空氣中的水蒸氣分壓力 pv對應(yīng)的飽和溫度Td稱為露點(diǎn)溫度，簡稱露 點(diǎn)。.，1 1,結(jié)露：定壓降溫到露點(diǎn)，濕空氣中的水蒸氣飽和，凝結(jié)成水結(jié)霜：；一.濕度：濕空氣中水蒸氣的含量絕對濕度：1m3的濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量稱為濕空氣的絕對濕度，即濕空

11、_加_ 汽P 1y 七丁氣中水蒸氣的密度：R8.51 15J/(niDbK) .,廣R -J- 461.5A/、 18.016 kR.、T飽和濕空氣的絕對濕度達(dá)到最大值相對濕度：濕空氣的絕對濕度 與同溫度下飽和濕空氣的絕對濕度 s之比稱為尹二乙=乙濕空氣的相對濕度。相對濕度越小，空氣越干燥，吸水能力越強(qiáng)；相對濕度越大，空氣越濕潤，吸水能力越低。含濕量：在濕空氣中，與單位質(zhì)量干空氣共存的水蒸氣的質(zhì)量，稱為濕空氣的 含濕量或比濕度。d = -d =也622 甲P*加 aPAP-(PP.第六章.朗肯循環(huán)的凈功：在朗肯循環(huán)中，每千克蒸汽對外所作出的凈功朗肯循環(huán)的熱效率為0mm/ _ =-% ch八一人

12、4a.提高吸熱平均溫度或降低放熱平均溫度都可以提高循環(huán)的熱效率b.為了提高蒸汽動力循環(huán)的熱效率，應(yīng)盡可能提高蒸汽的初壓和初溫，并降低 乏汽壓力c.再熱可以增加蒸汽的干度，以便在初溫限制下采用更高的初壓，從而提高循 環(huán)熱效率d.回?zé)嵫h(huán)提高了吸熱平均溫度，提高了循環(huán)熱效率.內(nèi)燃機(jī)的混合加熱循環(huán)（薩巴德循環(huán)12：可逆絕熱壓縮過程；2-3:可逆定容加熱過程；3-4:可逆定壓加熱過程；4 5:可逆絕熱膨脹；混合加熱循環(huán)的熱效率表達(dá)式即一1幾 一 + 0 （0一）5-1:可逆定容放熱過程由上式可見，混合加熱循環(huán)的熱效率與多種因素有關(guān)，當(dāng)壓縮比 增加、升壓 比增加以及預(yù)脹比減少時，都會使混合加熱循環(huán)的熱效

13、率提高。3.定容加熱循環(huán)（奧圖Otto循環(huán)） 定壓預(yù)脹比：汽油機(jī)和煤氣機(jī)的理想循環(huán) 循環(huán)熱效率：,I7印一. O, 4.定壓加熱循環(huán)（狄塞爾循環(huán)） 定容升壓比： 二 循環(huán)熱效率：1-*一】11P小一尸許5.影響內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)熱效率的主要因素 （1）壓縮比的影響 % i提高壓縮比是提高內(nèi)燃機(jī)循環(huán)熱效率的主要途徑之一（2）絕熱指數(shù)的影響4值大小取決于工質(zhì)的種類和溫度 (3)升壓比和預(yù)脹比的影響 當(dāng)壓縮比和絕熱指數(shù)一定時,aI吃I第八章.熱傳導(dǎo)(簡稱導(dǎo)熱)：在物體內(nèi)部或相互接觸的物體表面之間，由于分子、 原子及自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動而產(chǎn)生的熱量傳遞現(xiàn)象。.:材料的熱導(dǎo)率(導(dǎo)熱系數(shù))：表明材料的導(dǎo)

14、熱能力，W/(mK).導(dǎo)熱熱阻：表示物體對導(dǎo)熱的阻力，單位為 K/W.熱流密度q:單位時間通過單位面積的熱流量.熱對流：由于流體的宏觀運(yùn)動使不同溫度的流體相對位移而產(chǎn)生的熱量傳遞 現(xiàn)象牛頓冷卻公式：=Ah(tw - tf) q = h(tw - tf)= Ah(tw - tf)h稱為對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)(習(xí)慣稱為對流換熱系數(shù))，單位為 W/(m2 K) 對流換熱熱阻：.力力=Ah (tw - tf)稱為對流換熱熱阻，單位為 W/K.熱輻射：由于物體內(nèi)部微觀粒子的熱運(yùn)動而使物體向外發(fā)射輻射能的現(xiàn)象。特點(diǎn)：(1)所有溫度大于0 K的物體都具有發(fā)射熱輻射的能力，溫度愈高，發(fā) 射熱輻射的能力愈強(qiáng)。發(fā)射熱輻射時：內(nèi)熱能匚翻射能；(2)所有實(shí)際物體都具有吸收熱輻射的能力物體吸收熱輻射時：輻射能 /熱能(3)熱輻射不依靠中間媒介，可以在真空中傳播；(4)物體間以熱輻射的方式進(jìn)行的熱量傳遞是雙向的7.傳熱過程的熱阻網(wǎng)絡(luò)片 % 此 5 Rhl 3第九章1溫度場: 在時刻，物體內(nèi)所有各點(diǎn)的溫度分布稱為該物體在該時刻的溫度場。.溫度梯度：自然界中氣溫、水溫或土壤溫度隨陸地