热工基础综合.ppt

热能工程学基础吕建教授 WHEN YOU NEED TO BE SURE 1 WHEN YOU NEED TO BE SURE 目录?1、热力学基础?2、流体力学基础?3、传热学基础?4、热工测量技术 2 WHEN YOU NEED TO BE SURE 一、热力学基础 1、热力系统人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统如图:用界面分离出的研究对象。外界: 系统以外的所有物质边界(界面): 系统与外界的分界面系统与外界的作用都通过边界进口进口出口出口 3 WHEN YOU NEED TO BE SURE pV W 示功图?? pdV W ⑴功(过程量) 系统对外做功, w>0; 外界对系统做功, w<0 。 2、功和热量 4 WHEN YOU NEED TO BE SURE ⑵热量(过程量) 热量是热力系与外界相互作用的另一种方式,在温度的推动下, 以微观无序运动方式传递的能量。系统从外界吸热, Q>0; 系统向外界放热, Q<0 。 TS Q温熵(示热)图?? Tds q 5 WHEN YOU NEED TO BE SURE 3、热力学第一定律⑴热力学第一定律实质:一切物质都具有能量。能量既不可能创造, 也不能消灭,它只能在一定的条件下从一种形式转变为另一种形式。而在转换中,能量的总量恒定不变。⑵热力学第一定律可表述为: ①热可以变为功,功也可以变为热,在相互转变时能的总量是不变的。②热是能的一种,机械能变热能,或热能变机械能,它们的总量是一定的。⑶根据热力学第一定律,为了获得机械能,则必须花费热能或其他形式能量, 第一类永动机是不可能实现的。 6 WHEN YOU NEED TO BE SURE 4、理想气体理想气体: 是一种假想的气体模型,气体分子是一些弹性的、不占体积的质点,分子之间没有相互作用力,认为分子之间只存在弹性碰撞。理想气体是一种假想的气体必须符合两条假定: ①气体分子本身不占有容积; ②气体分子间没有相互作用力。现实中没有理想气体 7 WHEN YOU NEED TO BE SURE 比定压热容与比定容热容的关系?气体在定压下受热时,由于温度升高的同时,还要克服外力膨胀做功; ?定容过程中,并不膨胀对外做功,故同样升高 1K,定压时比定容下受热需要更多的热量,也就意味着定压比热比定容比热大。结论: 理论和实践证明定压比热>定容比热两者关系 c p-c v=R (迈耶公式) 比热容比,结合上式有 c c v p??R c gv1 1???R c gP1????8 WHEN YOU NEED TO BE SURE ⑴、定容过程等容过程:是工质在变化过程中容积保持不变的热力过程。 : v = 常数(定值) : 按理想气体状态方程式 pv=RT,可得定容过程中系统的压力和温度成正比,即 21vv?及 1 21 2T Tp p? 5、理想气体的热力过程 9 WHEN YOU NEED TO BE SURE 定容过程的过程曲线定容过程的过程曲线 pv Ts 1 21 2 2' 2'0q? 0q?定容过程的 p-v 图定容过程的 T-s 图 10