節(jié)能管理基礎(chǔ)第四章熱工基礎(chǔ)知識(shí)

1、能源與節(jié)能管理基礎(chǔ) 本章內(nèi)容本章內(nèi)容第一節(jié)第一節(jié) 工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)第二節(jié)第二節(jié) 傳熱學(xué)傳熱學(xué)第三節(jié)第三節(jié) 流體力學(xué)流體力學(xué)第四節(jié)第四節(jié) 熱工測(cè)量技術(shù)熱工測(cè)量技術(shù)第一節(jié) 工程熱力學(xué)一、知識(shí)結(jié)構(gòu)一、知識(shí)結(jié)構(gòu)1熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律理想氣體性質(zhì)及熱力過(guò)程理想氣體性質(zhì)及熱力過(guò)程熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律水蒸氣水蒸氣氣體和蒸汽流動(dòng)氣體和蒸汽流動(dòng)氣體和蒸汽動(dòng)力循環(huán)氣體和蒸汽動(dòng)力循環(huán)濕空氣濕空氣二、了解內(nèi)容二、了解內(nèi)容工程熱力學(xué)的研究?jī)?nèi)容和研究方法工程熱力學(xué)的研究?jī)?nèi)容和研究方法氣體動(dòng)力循環(huán)、蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱效率計(jì)算氣體動(dòng)力循環(huán)、蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱效率計(jì)算三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)（一）基本概念和基本參數(shù)

2、（一）基本概念和基本參數(shù) 1.主要主要基本概念：基本概念： 工質(zhì)、熱源、冷源、工質(zhì)、熱源、冷源、閉口系統(tǒng)、開(kāi)口系統(tǒng)、絕閉口系統(tǒng)、開(kāi)口系統(tǒng)、絕熱系統(tǒng)、孤立系統(tǒng)、熱系統(tǒng)、孤立系統(tǒng)、平衡狀態(tài)、狀態(tài)參數(shù)、狀態(tài)平衡狀態(tài)、狀態(tài)參數(shù)、狀態(tài)方程式、坐標(biāo)圖、熱力過(guò)程、準(zhǔn)平衡過(guò)程、可逆方程式、坐標(biāo)圖、熱力過(guò)程、準(zhǔn)平衡過(guò)程、可逆過(guò)程、正向循環(huán)和逆向循環(huán)過(guò)程、正向循環(huán)和逆向循環(huán)正向循環(huán)和逆向循環(huán)正向循環(huán)和逆向循環(huán)舉例舉例三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)2.2.主要參數(shù)：主要參數(shù)： 功、熱量、壓力、溫度、比體積、熱力學(xué)能、功、熱量、壓力、溫度、比體積、熱力學(xué)能、焓、總能、熵焓、總能、熵 熱力學(xué)能熱力學(xué)能U U ：儲(chǔ)存在系統(tǒng)內(nèi)部

3、的能量：儲(chǔ)存在系統(tǒng)內(nèi)部的能量 焓焓H H ：H=U+pVH=U+pV，即熱力學(xué)能加推動(dòng)功，即熱力學(xué)能加推動(dòng)功 熵：熵：dS=dQdS=dQ/T(/T(可逆過(guò)程可逆過(guò)程),),三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)（二）熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)（二）熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)是能量守恒與轉(zhuǎn)化定律實(shí)質(zhì)是能量守恒與轉(zhuǎn)化定律。當(dāng)熱能與其他形當(dāng)熱能與其他形式的能量相互轉(zhuǎn)換時(shí)，能量的總量保持不變。式的能量相互轉(zhuǎn)換時(shí)，能量的總量保持不變。三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)（三三）理想氣體性質(zhì)）理想氣體性質(zhì)理想氣體的理想氣體的熵熵是溫度的函數(shù)是溫度的函數(shù)，但不，但不是溫度的單值是溫度的單值函數(shù)函數(shù)。如定溫過(guò)程，溫度不變，熵在改變。如定溫過(guò)

4、程，溫度不變，熵在改變。 理想氣體的熱力學(xué)能和焓都是溫度的單值函數(shù)。三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)（四四）理想氣體熱力過(guò)程的計(jì)算式：）理想氣體熱力過(guò)程的計(jì)算式： 理想氣體熱量、功、熱力學(xué)能差、焓差、熵差理想氣體熱量、功、熱力學(xué)能差、焓差、熵差的計(jì)算的計(jì)算三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)（五）（五）熱力學(xué)第二定律的熱力學(xué)第二定律的描述方式描述方式 1.1.克勞修斯克勞修斯描述方式描述方式：熱不可能自發(fā)地、不熱不可能自發(fā)地、不付任何代價(jià)地從低溫傳遞到高溫物體；付任何代價(jià)地從低溫傳遞到高溫物體； 2.2.開(kāi)爾文開(kāi)爾文描述方式描述方式：不可能從單一熱源吸熱，不可能從單一熱源吸熱，使之全部轉(zhuǎn)化為功而不留下任何變化。使

5、之全部轉(zhuǎn)化為功而不留下任何變化。三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)（六六）孤立系統(tǒng)熵增原理：）孤立系統(tǒng)熵增原理： 和外界沒(méi)有物質(zhì)和能量交換的系統(tǒng)叫做孤立和外界沒(méi)有物質(zhì)和能量交換的系統(tǒng)叫做孤立系統(tǒng)。系統(tǒng)。孤立系統(tǒng)內(nèi)的熵只能夠增大或維持不變，孤立系統(tǒng)內(nèi)的熵只能夠增大或維持不變，不可能減小不可能減小 非孤立系統(tǒng)熵的問(wèn)題（不可逆過(guò)程熵可以減非孤立系統(tǒng)熵的問(wèn)題（不可逆過(guò)程熵可以減少，可逆和不可逆循環(huán)前后熵都不變）少，可逆和不可逆循環(huán)前后熵都不變）三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)（七）氣體和蒸汽的流動(dòng)（七）氣體和蒸汽的流動(dòng) 促使流速改變的條件：與馬赫數(shù)促使流速改變的條件：與馬赫數(shù)MaMa有關(guān)有關(guān) Ma=Ma=氣體流速氣體流

6、速/ /當(dāng)?shù)芈曀佼?dāng)?shù)芈曀偃?、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)（八八）氣體動(dòng)力循環(huán)）氣體動(dòng)力循環(huán) 1.1.混合加熱理想循環(huán)：混合加熱理想循環(huán)： 2.2.定容加熱理想循環(huán)：定容加熱理想循環(huán)： 三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)（九九）蒸汽動(dòng)力循環(huán)）蒸汽動(dòng)力循環(huán) 朗朗肯循環(huán)：肯循環(huán)： 再熱循環(huán)和回?zé)嵫h(huán)：朗肯循環(huán)的改進(jìn)再熱循環(huán)和回?zé)嵫h(huán)：朗肯循環(huán)的改進(jìn)三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)（十十）理想氣體混合物和濕空氣）理想氣體混合物和濕空氣1.1.混合物混合物的成分表示、分壓力定律和的成分表示、分壓力定律和濕空氣濕空氣2.2.相對(duì)濕度相對(duì)濕度3.3.含濕量，焓含濕量，焓- -含濕圖含濕圖 相對(duì)濕度高，含濕量不一定高。與溫度有關(guān)。相對(duì)

7、濕度高，含濕量不一定高。與溫度有關(guān)。4.4.濕空氣過(guò)程濕空氣過(guò)程四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)（一）熱力學(xué)第一定律（一）熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式的數(shù)學(xué)表達(dá)式閉口系統(tǒng)能量方程式：閉口系統(tǒng)能量方程式：全部工質(zhì)全部工質(zhì) Q=U+W Q=U+W ；1kg1kg工質(zhì)工質(zhì) q=u+wq=u+w。四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)例題例題1.1. 氣體在某一閉口過(guò)程中吸收了氣體在某一閉口過(guò)程中吸收了86kJ86kJ的熱量，的熱量，同時(shí)熱力學(xué)能增加了同時(shí)熱力學(xué)能增加了60kJ60kJ，問(wèn)此過(guò)程是膨脹過(guò)程，問(wèn)此過(guò)程是膨脹過(guò)程還是壓縮過(guò)程？對(duì)外做功是多少？還是壓縮過(guò)程？對(duì)外做功是多少？答：根據(jù)答：根據(jù) Q= Q= U+WU+W

8、， 得得 W=Q-W=Q-U=U=（80-6080-60）kJ=26kJkJ=26kJ，對(duì)外做功為正，表明此過(guò)程為膨脹過(guò)程，對(duì)外做對(duì)外做功為正，表明此過(guò)程為膨脹過(guò)程，對(duì)外做功功26kJ26kJ。四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)開(kāi)口系統(tǒng)能量方程式：開(kāi)口系統(tǒng)能量方程式：教材第教材第5050頁(yè)公式（頁(yè)公式（4.14.16 6） w wt t技術(shù)功技術(shù)功tiwhwgzgzcchhq)()(21)(12212212四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)例題例題2.2. 已知新蒸汽流入汽輪機(jī)時(shí)比焓已知新蒸汽流入汽輪機(jī)時(shí)比焓h h1 1=3400kJ/kg=3400kJ/kg，乏汽流，乏汽流出汽輪機(jī)時(shí)比焓出汽輪機(jī)時(shí)比焓h h2

9、2=2370kJ/kg=2370kJ/kg，若蒸汽流量是，若蒸汽流量是108t/h108t/h，求，求汽輪機(jī)功率和汽輪機(jī)功率和1kg1kg蒸汽對(duì)外做功。蒸汽對(duì)外做功。答：汽輪機(jī)中氣體膨脹可視為絕熱過(guò)程，答：汽輪機(jī)中氣體膨脹可視為絕熱過(guò)程，q=0。 根據(jù)公式根據(jù)公式 H+t=q 得得 h h2-h-h1+t=0=0做功做功t= h1-h2=（3400-2370）kJ/kg=1030kJ/kg功率功率P=qP=qmt=(108000/3600)=(108000/3600)1030=30900 kW1030=30900 kW四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)（四

10、）（四）卡卡諾循環(huán)諾循環(huán)和卡諾定理和卡諾定理 1.1.卡諾循環(huán)：卡諾循環(huán)：2 2個(gè)定溫過(guò)程和個(gè)定溫過(guò)程和2 2個(gè)絕熱過(guò)程個(gè)絕熱過(guò)程 熱效率：熱效率： 結(jié)論結(jié)論（1）熱效率只取決于熱源和冷源的溫度熱效率只取決于熱源和冷源的溫度，與工質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)。，與工質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)。（2）效率小于）效率小于1。（3）單熱源熱機(jī)不存在。）單熱源熱機(jī)不存在。（4）增大）增大T1，減小，減小T2，可提高熱效率。，可提高熱效率。（5）卡諾循環(huán)是理想循環(huán)。）卡諾循環(huán)是理想循環(huán)。121TTt四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn) 2.2.卡諾定理：卡諾定理： 定理定理1 1：相同高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩撮g工作的可：相同高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩撮g工作的

11、可逆循環(huán)熱效率相等逆循環(huán)熱效率相等 定理定理2 2：溫度相同的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩撮g工：溫度相同的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩撮g工作的可逆熱機(jī)熱效率大于不可逆熱機(jī)熱效率作的可逆熱機(jī)熱效率大于不可逆熱機(jī)熱效率四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn) 3 3計(jì)算題計(jì)算題一個(gè)熱機(jī)循環(huán)工作在一個(gè)熱機(jī)循環(huán)工作在1000K1000K和和300K300K的兩個(gè)熱源之的兩個(gè)熱源之間，從高溫?zé)嵩次鼰衢g，從高溫?zé)嵩次鼰?00kJ100kJ，做功，做功77kJ77kJ，判斷該，判斷該循環(huán)是否可行，為什么？循環(huán)是否可行，為什么？答：根據(jù)卡諾定律，卡諾循環(huán)熱效率答：根據(jù)卡諾定律，卡諾循環(huán)熱效率 =1T2/T1=1300/1000=0.70而該循環(huán)

12、的效率而該循環(huán)的效率=77/100=0.77=77/100=0.77超過(guò)了卡諾循環(huán)效率，故該循環(huán)不可能實(shí)現(xiàn)。超過(guò)了卡諾循環(huán)效率，故該循環(huán)不可能實(shí)現(xiàn)。四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)（五五）水蒸汽）水蒸汽的性質(zhì)的性質(zhì) 1.1.飽和狀態(tài)：飽和狀態(tài)： 2.2.水的定壓汽化過(guò)程：水的定壓汽化過(guò)程：未飽和水、飽和水、未飽和水、飽和水、濕飽和蒸汽、干飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽濕飽和蒸汽、干飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽5 5個(gè)階段個(gè)階段 3.3.水、水蒸氣表和圖水、水蒸氣表和圖水的三相點(diǎn)溫度水的三相點(diǎn)溫度0.010.01，壓力，壓力611.7Pa611.7Pa查表與汽態(tài)判斷方法查表與汽態(tài)判斷方法第二節(jié) 傳熱學(xué)一、知識(shí)結(jié)構(gòu)一、知識(shí)結(jié)構(gòu)

13、1緒論緒論導(dǎo)熱傳熱導(dǎo)熱傳熱對(duì)流換熱對(duì)流換熱輻射傳熱輻射傳熱傳熱過(guò)程分析與換熱器計(jì)算傳熱過(guò)程分析與換熱器計(jì)算二、了解內(nèi)容二、了解內(nèi)容（一）（一）傳熱過(guò)程和傳熱系數(shù)傳熱過(guò)程和傳熱系數(shù)傳熱系數(shù)傳熱系數(shù)是表征傳熱過(guò)程強(qiáng)烈程度的標(biāo)尺是表征傳熱過(guò)程強(qiáng)烈程度的標(biāo)尺（二）（二）二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱和非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱和非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的分類(lèi)的分類(lèi)（三）（三）邊界層和相似原理邊界層和相似原理（四）（四）對(duì)數(shù)溫差與換熱器的計(jì)算對(duì)數(shù)溫差與換熱器的計(jì)算以及以及黑體和灰黑體和灰體表面間的輻射換熱計(jì)算體表面間的輻射換熱計(jì)算三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)（一）導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射換熱（一）導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射換熱的概念的概念 1.1.導(dǎo)熱：導(dǎo)熱：

14、溫度不同的物體各部分或溫度不同的溫度不同的物體各部分或溫度不同的兩物體間直接接觸時(shí)，依靠分子、原子及自由電兩物體間直接接觸時(shí)，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行的熱量傳遞現(xiàn)象。在子等微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行的熱量傳遞現(xiàn)象。在引力場(chǎng)下單純的導(dǎo)熱只發(fā)生在密實(shí)固體中。引力場(chǎng)下單純的導(dǎo)熱只發(fā)生在密實(shí)固體中。三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn) 2.2.對(duì)流對(duì)流：指流體發(fā)生宏觀運(yùn)動(dòng)而把熱量由一處指流體發(fā)生宏觀運(yùn)動(dòng)而把熱量由一處傳遞到另一處的現(xiàn)象，又傳遞到另一處的現(xiàn)象，又稱(chēng)熱對(duì)流稱(chēng)熱對(duì)流。 對(duì)流換熱對(duì)流換熱是流體與溫度不同的固體壁面接觸時(shí)是流體與溫度不同的固體壁面接觸時(shí)發(fā)生的傳熱現(xiàn)象。發(fā)生的傳熱現(xiàn)象。 熱對(duì)流

15、是傳熱的三種基本方式之一，而對(duì)流換熱對(duì)流是傳熱的三種基本方式之一，而對(duì)流換熱是導(dǎo)熱與熱對(duì)流兩種基本方式的綜合作用熱是導(dǎo)熱與熱對(duì)流兩種基本方式的綜合作用三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn) 3. 3.輻射換熱：輻射換熱：三個(gè)特點(diǎn)：冷熱物體之間無(wú)需接觸，不需要中間三個(gè)特點(diǎn)：冷熱物體之間無(wú)需接觸，不需要中間介質(zhì)；在輻射換熱過(guò)程中伴隨著能量形式的轉(zhuǎn)換介質(zhì)；在輻射換熱過(guò)程中伴隨著能量形式的轉(zhuǎn)換（熱能（熱能- -電磁波能電磁波能- -熱能）；熱能）；大于大于0 K0 K的物體，相的物體，相互間輻射能量，總結(jié)果熱量由高溫物體傳到低溫互間輻射能量，總結(jié)果熱量由高溫物體傳到低溫物體物體三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)（二）導(dǎo)熱（二

16、）導(dǎo)熱傳熱傳熱 1.1.理解溫度場(chǎng)、等溫面、等溫線和導(dǎo)熱系數(shù)的理解溫度場(chǎng)、等溫面、等溫線和導(dǎo)熱系數(shù)的含義。含義。導(dǎo)熱微分方程導(dǎo)熱微分方程 -A(dt/dx-A(dt/dx) ) 2. 2.導(dǎo)熱過(guò)程的單值性條件導(dǎo)熱過(guò)程的單值性條件 3.3.畢渥數(shù)又稱(chēng)畢渥準(zhǔn)則，是一個(gè)無(wú)量綱準(zhǔn)則數(shù)，畢渥數(shù)又稱(chēng)畢渥準(zhǔn)則，是一個(gè)無(wú)量綱準(zhǔn)則數(shù)，表示導(dǎo)熱熱阻與對(duì)流熱阻的比值。表示導(dǎo)熱熱阻與對(duì)流熱阻的比值。三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)（三三）對(duì)流換熱）對(duì)流換熱1.1.雷諾數(shù)：表征流體受迫流動(dòng)時(shí)慣性力與黏雷諾數(shù)：表征流體受迫流動(dòng)時(shí)慣性力與黏滯力的相對(duì)比值。滯力的相對(duì)比值。2.2.普朗特?cái)?shù)：反映流體的動(dòng)量普朗特?cái)?shù)：反映流體的動(dòng)量擴(kuò)散

17、能力與熱擴(kuò)散能力與熱擴(kuò)散擴(kuò)散能力的相對(duì)大小。能力的相對(duì)大小。三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)3.3.對(duì)流換熱的對(duì)流換熱的五個(gè)五個(gè)影響因素影響因素 流動(dòng)的起因和流動(dòng)狀態(tài)；流體的熱物理性質(zhì)；流動(dòng)的起因和流動(dòng)狀態(tài)；流體的熱物理性質(zhì)；流體的流體的單相換熱與單相換熱與相變相變換熱換熱；換熱的幾何因素；換熱的幾何因素；定性溫度與定型尺寸：定性溫度與定型尺寸：三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)4.4.凝結(jié)換熱：膜狀凝結(jié)與珠狀凝結(jié)凝結(jié)換熱：膜狀凝結(jié)與珠狀凝結(jié) 影響因素：影響因素：蒸氣速度、不凝性氣體、表面粗糙度、蒸氣含蒸氣速度、不凝性氣體、表面粗糙度、蒸氣含油、過(guò)熱蒸氣等。油、過(guò)熱蒸氣等。5.5.沸騰換熱：大空間沸騰與強(qiáng)制對(duì)流

18、沸騰；飽沸騰換熱：大空間沸騰與強(qiáng)制對(duì)流沸騰；飽和沸騰和過(guò)冷沸騰。和沸騰和過(guò)冷沸騰。 影響因素：影響因素：不凝結(jié)氣體、過(guò)冷度、液位高度、重力加速度、不凝結(jié)氣體、過(guò)冷度、液位高度、重力加速度、沸騰表面結(jié)構(gòu)等。沸騰表面結(jié)構(gòu)等。三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)（四四）輻射）輻射傳傳熱熱 1.1.理解黑體、輻射力、單色輻射力。理解黑體、輻射力、單色輻射力。 2.2.普朗克定律：普朗克定律： 3.3.斯蒂芬斯蒂芬- -玻爾茲曼定律玻爾茲曼定律 4.4.蘭貝特定律：蘭貝特定律：4TEbb四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)（一）導(dǎo)熱熱阻、對(duì)流熱阻、輻射熱阻定義（一）導(dǎo)熱熱阻、對(duì)流熱阻、輻射熱阻定義導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)是物性參數(shù)，各

19、個(gè)熱阻都不是物性參是物性參數(shù)，各個(gè)熱阻都不是物性參數(shù)。數(shù)。四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)（二）（二）平板導(dǎo)熱、圓筒壁導(dǎo)熱的計(jì)算平板導(dǎo)熱、圓筒壁導(dǎo)熱的計(jì)算 1.1.第一類(lèi)邊界條件第一類(lèi)邊界條件下的多層平板導(dǎo)熱下的多層平板導(dǎo)熱w1w,n+1w1w,n+1ii11inniittttqR四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)2.2.第一類(lèi)邊界條件第一類(lèi)邊界條件下的多層圓筒壁的導(dǎo)熱下的多層圓筒壁的導(dǎo)熱w1w(n+1)li+11ii 1ln2nittqrr四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)（三）單相流體對(duì)流換熱（三）單相流體對(duì)流換熱 1.1.管內(nèi)受迫流動(dòng)換熱管內(nèi)受迫流動(dòng)換熱流動(dòng)有層流和紊流之分。管內(nèi)分成入口段與充分發(fā)展段，流動(dòng)有層流和

20、紊流之分。管內(nèi)分成入口段與充分發(fā)展段，流動(dòng)進(jìn)口段長(zhǎng)度與熱進(jìn)口段長(zhǎng)度不一定相等流動(dòng)進(jìn)口段長(zhǎng)度與熱進(jìn)口段長(zhǎng)度不一定相等 2.2.外掠圓管流動(dòng)換熱外掠圓管流動(dòng)換熱流動(dòng)具有邊界層特征，還會(huì)發(fā)生繞流脫體。換熱特點(diǎn)：流動(dòng)具有邊界層特征，還會(huì)發(fā)生繞流脫體。換熱特點(diǎn)：壁面邊界層流動(dòng)狀況，決定了換熱的特征。脫體，使換壁面邊界層流動(dòng)狀況，決定了換熱的特征。脫體，使換熱增強(qiáng)。熱增強(qiáng)。四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn) 3. 3.自然對(duì)流換熱自然對(duì)流換熱 因溫差引起流體的密度差產(chǎn)生浮升力而形成的因溫差引起流體的密度差產(chǎn)生浮升力而形成的流體換熱。流體換熱。亦有層流和紊流之分，又可分成大空亦有層流和紊流之分，又可分成大空間和有限空

21、間兩類(lèi)。間和有限空間兩類(lèi)。四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)（四）斯蒂芬（四）斯蒂芬- -玻爾茲曼定律玻爾茲曼定律4TEbb四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)（五）強(qiáng)化傳熱與削弱傳熱的方法（五）強(qiáng)化傳熱與削弱傳熱的方法 1.1.強(qiáng)化傳熱方法：強(qiáng)化傳熱方法：7 7種。種。 擴(kuò)展傳熱面；改變流動(dòng)狀態(tài)；改變流動(dòng)物性；擴(kuò)展傳熱面；改變流動(dòng)狀態(tài)；改變流動(dòng)物性；改變表面狀況；改變換熱面積形狀和大??；改改變表面狀況；改變換熱面積形狀和大??；改變能量傳遞方式；靠外力產(chǎn)生振蕩。變能量傳遞方式；靠外力產(chǎn)生振蕩。 2.2.削弱傳熱的方法：削弱傳熱的方法： 2 2種種 覆蓋絕熱材料；改變表面狀況。覆蓋絕熱材料；改變表面狀況。第三節(jié) 流體

22、力學(xué)一、知識(shí)結(jié)構(gòu)一、知識(shí)結(jié)構(gòu)1流體力學(xué)流體力學(xué) 基本概念、流體靜力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)基本概念、流體靜力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)流動(dòng)阻力及能量損失、氣體流動(dòng)流動(dòng)阻力及能量損失、氣體流動(dòng)泵與風(fēng)機(jī)泵與風(fēng)機(jī) 種類(lèi)、工作原理及特點(diǎn)、性能、調(diào)節(jié)、安種類(lèi)、工作原理及特點(diǎn)、性能、調(diào)節(jié)、安裝選型裝選型二、了解內(nèi)容二、了解內(nèi)容（一）（一）流體的表面張力和毛細(xì)力流體的表面張力和毛細(xì)力（二）（二）流體流動(dòng)的分類(lèi)和流體動(dòng)力學(xué)的基本概流體流動(dòng)的分類(lèi)和流體動(dòng)力學(xué)的基本概念念（三）（三）非圓形管道沿程損失的計(jì)算和簡(jiǎn)單管道非圓形管道沿程損失的計(jì)算和簡(jiǎn)單管道流動(dòng)的計(jì)算流動(dòng)的計(jì)算（四）（四）主要泵與風(fēng)機(jī)的工作原理與特點(diǎn)和泵與主要泵與風(fēng)機(jī)的工作原

23、理與特點(diǎn)和泵與風(fēng)機(jī)的選型原則與方法風(fēng)機(jī)的選型原則與方法三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)（一）絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)、真空（一）絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)、真空 絕對(duì)壓強(qiáng)：以完全真空為基準(zhǔn)絕對(duì)壓強(qiáng)：以完全真空為基準(zhǔn) 相對(duì)壓強(qiáng)：以當(dāng)?shù)叵鄬?duì)壓強(qiáng)：以當(dāng)?shù)卮髿獯髿鈮簭?qiáng)為基準(zhǔn)，壓強(qiáng)為基準(zhǔn)，大于大氣大于大氣壓強(qiáng)的值壓強(qiáng)的值 真空：低于真空：低于大氣大氣壓強(qiáng)的數(shù)值壓強(qiáng)的數(shù)值（二）壓力體：（二）壓力體：三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)（三）定常流動(dòng)的動(dòng)量方程：（三）定常流動(dòng)的動(dòng)量方程：定常流動(dòng)的概念（穩(wěn)態(tài)流動(dòng)）定常流動(dòng)的概念（穩(wěn)態(tài)流動(dòng)）動(dòng)量方程來(lái)自物理學(xué)中的動(dòng)量定理動(dòng)量方程來(lái)自物理學(xué)中的動(dòng)量定理（四）（四）動(dòng)能修正系數(shù)動(dòng)能修正系數(shù)取決于過(guò)

24、流斷面上流速分布的均勻程度。取決于過(guò)流斷面上流速分布的均勻程度。其準(zhǔn)確值總是大于其準(zhǔn)確值總是大于1 1的。的。在實(shí)際工業(yè)管道中，在實(shí)際工業(yè)管道中，通常都近似地取通常都近似地取1 1。 三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)（五）雷諾數(shù)：判別流體流動(dòng)狀態(tài)的準(zhǔn)則數(shù)。（五）雷諾數(shù)：判別流體流動(dòng)狀態(tài)的準(zhǔn)則數(shù)。 工程中，一般取圓管的臨界雷諾數(shù)工程中，一般取圓管的臨界雷諾數(shù)ReRecrcr20002000。 dRe三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)（六）繞流物體的阻力（六）繞流物體的阻力 物體阻力分為壓差阻力和摩擦阻力。物體阻力分為壓差阻力和摩擦阻力。 摩擦阻力：摩擦阻力： 壓差阻力：壓差阻力：（七）聲速與馬赫數(shù)（七）聲速與馬赫

25、數(shù)四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)（一）流體的粘性（一）流體的粘性產(chǎn)生在流體內(nèi)部的摩擦阻力的性質(zhì)稱(chēng)為流體的產(chǎn)生在流體內(nèi)部的摩擦阻力的性質(zhì)稱(chēng)為流體的粘性。粘性。 壓強(qiáng)的變化對(duì)粘性的影響很小。壓強(qiáng)的變化對(duì)粘性的影響很小。 溫度溫度升高，氣體粘性增大，液體粘性減小升高，氣體粘性增大，液體粘性減小四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)（二）靜力學(xué)基本方程（二）靜力學(xué)基本方程 靜壓強(qiáng)特性：靜壓強(qiáng)特性：流體靜壓強(qiáng)的方向與作用面相流體靜壓強(qiáng)的方向與作用面相垂直，并指向作用面的內(nèi)法線方向。垂直，并指向作用面的內(nèi)法線方向。 靜止流體中任一點(diǎn)的流體靜壓強(qiáng)與作用面在靜止流體中任一點(diǎn)的流體靜壓強(qiáng)與作用面在空間的方位無(wú)關(guān)。空間的方位無(wú)關(guān)。四

26、、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn) 流體靜力學(xué)方程式：流體靜力學(xué)方程式： 公式：公式： Cgpz 四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)（三）連續(xù)性方程（三）連續(xù)性方程222111AvAv四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)（四）黏性流體總流的伯努利方程（四）黏性流體總流的伯努利方程221a2a121122w22vvppzzhgggg四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)（五）流體流動(dòng)的狀態(tài)（五）流體流動(dòng)的狀態(tài) 層流：層流： 紊流：紊流：（六）邊界層的概念（六）邊界層的概念邊界層邊界層是一個(gè)是一個(gè)薄層。邊界層內(nèi)速度梯度很大，薄層。邊界層內(nèi)速度梯度很大，為粘性流體的有旋流動(dòng)；邊界層以外速度梯度為粘性流體的有旋流動(dòng)；邊界層以外速度梯度很小，可以看作

27、理想流體的無(wú)旋流動(dòng)。很小，可以看作理想流體的無(wú)旋流動(dòng)。四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)（七）泵與風(fēng)機(jī)的主要性能參數(shù)（七）泵與風(fēng)機(jī)的主要性能參數(shù) 1.1.流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)輸送的流體量，用體積流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)輸送的流體量，用體積流量或質(zhì)量流量表示流量或質(zhì)量流量表示 2.2.揚(yáng)程（全壓）：?jiǎn)挝恢亓繐P(yáng)程（全壓）：?jiǎn)挝恢亓? (體積體積) )液體（氣液體（氣體）通過(guò)泵（風(fēng)機(jī)）時(shí)所獲得的能量增加值體）通過(guò)泵（風(fēng)機(jī)）時(shí)所獲得的能量增加值 3.3.功率：有效功率、軸功率和原動(dòng)機(jī)功率。功率：有效功率、軸功率和原動(dòng)機(jī)功率。 4.4.轉(zhuǎn)速：泵或風(fēng)機(jī)軸每分種的轉(zhuǎn)數(shù)。轉(zhuǎn)速：泵或風(fēng)機(jī)軸每分種的轉(zhuǎn)數(shù)。四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn) 5.

28、 5.汽蝕余量（正吸入壓頭）：泵汽蝕性能的重汽蝕余量（正吸入壓頭）：泵汽蝕性能的重要參數(shù)要參數(shù) 6.6.損失與效率：損失與效率： 損失：機(jī)械損失、容積損失和流動(dòng)損失損失：機(jī)械損失、容積損失和流動(dòng)損失 有效功率：軸功率除去這些能量損失有效功率：軸功率除去這些能量損失四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn) （八）泵與風(fēng)機(jī)的性能曲線（八）泵與風(fēng)機(jī)的性能曲線 1.1.性能曲線：性能曲線：在一定的轉(zhuǎn)速下，以流量作為基在一定的轉(zhuǎn)速下，以流量作為基本變量，其他各參數(shù)隨流量改變而變化的曲線。本變量，其他各參數(shù)隨流量改變而變化的曲線。 2.2.種類(lèi)：種類(lèi)：流量與揚(yáng)程流量與揚(yáng)程 流量與軸功率流量與軸功率 流量與效率流量與效率泵

29、與風(fēng)機(jī)串聯(lián)并聯(lián)工作問(wèn)題泵與風(fēng)機(jī)串聯(lián)并聯(lián)工作問(wèn)題四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)（九）離心式泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié)（九）離心式泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié)管路性能曲線與泵或風(fēng)機(jī)的性能曲線的交點(diǎn)為管路性能曲線與泵或風(fēng)機(jī)的性能曲線的交點(diǎn)為泵或風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)。泵或風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)。工況調(diào)節(jié)就是改變工作點(diǎn)的位置。工況調(diào)節(jié)就是改變工作點(diǎn)的位置。方法：方法：1.1.改變管路性能曲線的調(diào)節(jié)方法改變管路性能曲線的調(diào)節(jié)方法2.2.改變泵或風(fēng)機(jī)性能曲線的調(diào)節(jié)方法改變泵或風(fēng)機(jī)性能曲線的調(diào)節(jié)方法第四節(jié) 熱工測(cè)量技術(shù)一、知識(shí)結(jié)構(gòu)一、知識(shí)結(jié)構(gòu)1基本知識(shí)基本知識(shí)實(shí)際應(yīng)用中的測(cè)量實(shí)際應(yīng)用中的測(cè)量誤差分析及數(shù)據(jù)處理誤差分析及數(shù)據(jù)處理二、了解內(nèi)容二、了解內(nèi)容

30、（一）（一）測(cè)量方法分類(lèi)：測(cè)量方法分類(lèi)：（二）（二）測(cè)量?jī)x表的組成和常用的煤量測(cè)量?jī)x表測(cè)量?jī)x表的組成和常用的煤量測(cè)量?jī)x表和濕度測(cè)量?jī)x表和濕度測(cè)量?jī)x表三、理解要點(diǎn)三、理解要點(diǎn)（一）（一）儀表的精度等級(jí)儀表的精度等級(jí) 儀表精度等級(jí)：儀表可能產(chǎn)生的最大誤差與儀儀表精度等級(jí)：儀表可能產(chǎn)生的最大誤差與儀表量程之比，分為表量程之比，分為0.10.1、0.20.2、0.50.5、1.01.0、1.51.5、2.52.5和和5.05.0共共7 7個(gè)等級(jí)個(gè)等級(jí)（二）不確定度（二）不確定度 測(cè)量值測(cè)量值不確定度不確定度四、掌握重點(diǎn)四、掌握重點(diǎn)（一）溫度測(cè)量（一）溫度測(cè)量 掌握測(cè)溫儀表的分類(lèi)、測(cè)溫原理及適用范圍掌握測(cè)溫儀表的分類(lèi)、測(cè)溫原理及適用范圍 掌握熱電偶、熱