建筑設(shè)備工程(暖通)01.ppt

1、建 筑 設(shè) 備 工 程 （建筑暖通空調(diào)）,第一章 熱力學(xué)基礎(chǔ)知識,一、熱力學(xué)常用名詞介紹 1.熱能：組成物質(zhì)的分子、原子等微粒雜亂無章的熱運動的宏觀體現(xiàn)。是能量的一種形式。 2.熱量：熱能的定量描述（熱看不見但摸得著，可感覺、觸覺）。常見的單位為：焦耳（J），且有： 1 J = 1 Nm（牛頓米） = 0.24 cal（卡） 3.溫度：表示物體冷熱的程度。常見的溫標(biāo)有三種： a.攝氏溫標(biāo)：最常用。其單位為：攝氏度（）其規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的冰點是0，汽化點是100。 b.熱力學(xué)溫標(biāo)：在熱力學(xué)的計算等處被廣泛應(yīng)用。其單位為：開爾文（K），它與攝氏溫標(biāo)有如下關(guān)系： t（）=T（K）-273.15

2、 c.華氏溫標(biāo)：其單位為華氏度（）。規(guī)定純水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的冰點是32，汽點是212，它與攝氏溫度有如下關(guān)系： t=1.8t+32,第一章 熱力學(xué)基礎(chǔ)知識,一、熱力學(xué)常用名詞介紹 4.壓力（壓強）：單位面積上所受到的垂直作用力。其單位為：帕斯卡（簡稱帕，記作：Pa），另常見的單位還有：bar（巴）、Mpa（兆帕）、mmH2O（毫米水柱）等。 工質(zhì)的真實壓力常稱為絕對壓力，在測量上，常將工質(zhì)絕對壓力P與大氣壓力Pb之差叫表壓力Pg，于是有： P=Pg+Pb 若工質(zhì)絕對壓力P小于大氣壓Pb時，則令： S=Pb-P S常稱之為真空度。 另外：當(dāng)工質(zhì)為多種物質(zhì)組成的混合物時，按克拉貝隆方程PV=MRT

3、，各物質(zhì)均存在一分壓力P1、 P2 、 Pn ，且總壓力與各分壓力間有： P= P1 + P2 + P3 + Pn,第一章 熱力學(xué)基礎(chǔ)知識,一、熱力學(xué)常用名詞介紹 5.密度：指單位容積內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量。單位：kg/m3。=M/V 6.比容：單位質(zhì)量物質(zhì)所占的容積。單位：m3/kg。=V/M 7.重度：指單位容積中物質(zhì)的重量。單位：N/m3。 =G/V 且有： =g 8.比熱容（常稱比熱）：用來衡量單位質(zhì)量物質(zhì)單位溫度變化時所吸收或放出的熱量。單位為：J/kgK或kJ/kgK（K也可用）。 9.顯熱：物體在加熱（或冷卻）過程中因溫度變化而吸收或放出的熱量。使人有明顯冷熱變化的感覺。 10.潛熱：單位

4、質(zhì)量的物體在吸收或放出熱量的過程中形態(tài)發(fā)生變化而溫度不變，此熱量為潛熱。 11.功和功率：用外力去移動物體時所消耗的能量為功。單位為：焦耳（J）。單位時間內(nèi)所消耗的功為功率。單位為：瓦特（W）。,第一章 熱力學(xué)基礎(chǔ)知識,一、熱力學(xué)常用名詞介紹 12.物質(zhì)狀態(tài)變化： 1.冷凝（或液化）：氣體變成液體的過程。在制冷技術(shù)中，制冷劑在冷凝器中的過程即為此過程。 2.凝固：液體變成固體的過程。 3.溶解：固體變成液體的過程。 4.汽化：液體變成氣體的過程。常有蒸發(fā)和沸騰兩種形式： a.蒸發(fā)：在任何溫度下，液體外露表面的汽化過程。 b.沸騰：在一定溫度（沸點）下，液體內(nèi)部和表面同時發(fā)生劇烈的汽化過程即為沸

5、騰。在制冷技術(shù)中，制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)由液體變成氣體的過程是沸騰過程，但習(xí)慣上常稱為蒸發(fā)，相應(yīng)的換熱器常稱為蒸發(fā)器。 5.升華：固體直接變成氣體的過程。 6.固化：氣體直接變成固體的過程。,第一章 熱力學(xué)基礎(chǔ)知識,一、熱力學(xué)常用名詞介紹 13.液化氣體的性質(zhì) 1.飽和溫度和飽和壓力：設(shè)在密閉容器中，存在某物質(zhì)的液、氣兩相，從液相液面上的一些分子飛升到氣相空間，而氣相中因氣體分子碰撞液面時又回到液相中去，若兩者處于動態(tài)平衡狀態(tài)時，蒸氣中的分子數(shù)不再增加，這種狀態(tài)常稱為飽和狀態(tài)。在此狀態(tài)下的液體常為飽和液體，而此時蒸氣常稱為飽和蒸氣，飽和液體或蒸氣的溫度稱為飽和溫度，對應(yīng)此飽和溫度下飽和液體或蒸氣的壓

6、力常稱為飽和壓力。 2.過冷和過熱：對飽和蒸氣在飽和壓力下繼續(xù)加熱使其溫度高于飽和溫度，此狀態(tài)即為過熱，此時蒸氣為過熱蒸氣。對飽和液體在飽和壓力下冷卻至飽和溫度以下稱過冷。此液體即為過冷液體。 3.臨界溫度與臨界壓力：隨著壓力的升高，蒸氣的比容逐漸接近液體的比容，當(dāng)兩者相等時即為蒸氣的臨界狀態(tài)。此時對應(yīng)的壓力、比容和溫度分別稱為臨界壓力、臨界比容和臨界溫度。每種氣體均有一臨界點。臨界溫度以上的蒸氣，無論加多大壓力，都不能液化。,第一章 熱力學(xué)基礎(chǔ)知識,一、熱力學(xué)常用名詞介紹 14.濕度：表示濕空氣中水蒸汽含量多少的物理量，一般有三種表示方法： 1.絕對濕度z：單位容積濕空氣中含水蒸汽的質(zhì)量，稱

7、為濕空氣的絕對濕度z，即： z=mq/V kg/m3 因氣體容積隨溫度變化而變化，即使mq不變，z也隨溫度變化而變化，有時給計算帶來不便，故引出含濕量的概念。 2.含濕量d：濕空氣常被看作由干空氣和水蒸汽組成。在濕空氣中與1kg干空氣同時并存的水蒸汽量稱為含濕量，即： d=mq/mg kg/kg干空氣 3.相對濕度：空氣中水蒸汽的分壓力與同溫度下的水蒸汽的飽和分壓力之比，或空氣的含濕量與同溫度下的飽和含濕量之比，即為相對濕度。 =pq/pq,b100%=d/db100% 能表示空氣接近飽和的程度，卻不能表示水蒸汽含量的多少，而含濕量d則正好相反。,第一章 熱力學(xué)基礎(chǔ)知識,二、熱力學(xué)第一定律及焓

8、 1.熱力學(xué)第一定律：即能量守恒定律，在任何發(fā)生能量轉(zhuǎn)換的熱力過程中，轉(zhuǎn)換前后能量的總量保持不變。,2.氣體的壓縮功及壓容圖（p-圖）：如圖，活塞在氣缸中作無摩擦運動，氣體壓力為p，比容為，若活塞在外力作用下向左運動，則外力對氣體作功，這功稱為壓縮功，反之則為膨脹功。當(dāng)氣體被壓縮時，通常比容變小，而壓力p變高，此時外力對氣體所作的功可寫成：,在p-圖中即為由1、2、1、2所圍的面積。因此利用p-圖可非常方便地計算出壓縮功。p-圖在熱力工程中又叫做示功圖。,第一章 熱力學(xué)基礎(chǔ)知識,二、熱力學(xué)第一定律及焓 3.內(nèi)能與焓 1.內(nèi)能u：單位質(zhì)量氣體分子動能和勢能的總和。為一狀態(tài)參數(shù)，無法直接測量，且一

9、般假定0狀態(tài)下的氣體內(nèi)能為零。單位為：J/kg。 2.焓i：在熱力計算中，常碰到內(nèi)能和推動力p兩項，常合稱為焓，它也為一狀態(tài)參數(shù)，也不能直接測量。即： i=u+p 通常若推動力p=0，則常有： i=u=Cpt （Cp為定壓比熱） 此時的焓即為以0為準(zhǔn)的氣體的內(nèi)能。,第一章 熱力學(xué)基礎(chǔ)知識,三、熱力學(xué)第二定律 闡述了熱功轉(zhuǎn)換的方向、條件及限制。常有幾種說法，第一種是克勞修斯（Clausius）說法：熱不可能自發(fā)地、不付代價地、從低溫物體傳至高溫物體。第二種開爾文表述方式：不可能制造出從單一熱源吸熱，使之全部轉(zhuǎn)化成為功而不留下其他任何變化的熱力發(fā)動機。實際上若能制造出此類機械（如從大氣或海水中吸熱而不斷地輸出機械功）即為第二類永動機，故第二定律的第三種表述為：第二類永動機是不可能存在的。 四、熱力學(xué)第三定律 不可能用有限個手續(xù)使一個物體冷卻到絕對溫度零度