(工程熱力學(xué))復(fù)習(xí).ppt

1、工程熱力學(xué)是研究熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的規(guī)律和方法，以及提高轉(zhuǎn)化效率的途徑，這樣的一門科學(xué)。,2、熱力系統(tǒng),閉口系統(tǒng) 只有能量交換沒有質(zhì)量交換,開口系統(tǒng) 有能量交換且有物質(zhì)交換,絕熱系統(tǒng) 僅限于無熱量交換,孤立系統(tǒng) 既無能量交換，又無質(zhì)量交換,1、熱能動力裝置,燃?xì)鈩恿ρb置 蒸汽動力裝置,簡單可壓縮系統(tǒng),緒論,4、平衡狀態(tài),熱平衡 力平衡,狀態(tài)方程式,狀態(tài)圖（坐標(biāo)圖）,狀態(tài)的變化意味著過程的進(jìn)行，而過程多種多樣。,3、狀態(tài)與狀態(tài)參數(shù)一一對應(yīng),5、準(zhǔn)靜態(tài)過程：偏離平衡態(tài)無窮小，隨時恢復(fù)平衡的狀態(tài)變化過程。,進(jìn)行條件：破壞平衡的勢,過程進(jìn)行無限緩慢 工質(zhì)有恢復(fù)平衡的能力,無窮小,6、可逆過程：系統(tǒng)可經(jīng)原

2、途徑返回原來狀態(tài)而在外界不留下任何變化的過程。,可逆=準(zhǔn)平衡+沒有耗散效應(yīng),準(zhǔn)靜態(tài)過程和可逆過程可在狀態(tài)圖上用連續(xù)實(shí)線表示。,7、可逆過程的功,功是過程量,功可以用p-v圖上過程線與v軸包圍的面積表示,系統(tǒng)對外作功為“+” 外界對系統(tǒng)作功為“-”,8、過程熱量,系統(tǒng)吸熱“+”； 放熱“-”,重點(diǎn)與難點(diǎn),課本例題：P15（例1-1），P23(例1-2），P24（例1-3）。,作業(yè)：習(xí)題1-4、7、16、18、22,2-1 熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì),2-4 焓,2-3 能量的傳遞和轉(zhuǎn)化,2-2 熱力學(xué)能和總能,能量守恒與轉(zhuǎn)換定律在熱現(xiàn)象中的應(yīng)用。,借作功和傳熱來傳遞能量。,推動功：系統(tǒng)引進(jìn)或排除工質(zhì)傳

3、遞的功量。 流動功：系統(tǒng)維持流動所花費(fèi)的代價。,H=U+pV h=u+pv,引進(jìn)或排出工質(zhì)而輸入或排出系統(tǒng)的總能量。,第二章 熱力學(xué)第一定律,進(jìn)入能量離開能量= 儲存能的增量,2-5 熱力學(xué)第一定律的基本能量方程式（閉口系基本能量方程式）,第一定律第一解析式,2-6 開口系能量方程,一般式,穩(wěn)定流動能量方程,可逆過程：,2-7 能量方程的應(yīng)用,動力機(jī)、壓氣機(jī)、換熱器、噴管、絕熱節(jié)流等,第二章 熱力學(xué)第一定律（小結(jié)）,二、重點(diǎn)與難點(diǎn),作業(yè)：習(xí)題2-1，2，4，10,分子為不占體積的彈性質(zhì)點(diǎn),除碰撞外分子間無作用力,理想氣體是實(shí)際氣體在低壓高溫時的抽象。,1、理想氣體,2、理想氣體的狀態(tài)方程,3、

4、比熱容的定義,c是溫度的函數(shù),c與過程有關(guān),第三章 氣體和蒸汽的性質(zhì),4、分類,5、利用比熱容計(jì)算熱量,真實(shí)比熱容積分 利用平均比熱表 利用平均比熱直線 比熱容的算術(shù)平均值 定值比熱容,基本要求,重點(diǎn)與難點(diǎn),理想氣體小結(jié),水蒸氣小結(jié),基本要求：,作業(yè)：3-9，10，12，24,第四章 氣體和蒸汽的基本熱力過程,2. 計(jì)算各過程初終態(tài)參數(shù)；,4. 計(jì)算過程中功w和熱q；,5. 畫出過程的p-v圖及T-s圖。,3. 計(jì)算,1. 確定過程方程，p=f(v)；,研究熱力過程的步驟,絕熱過程,定壓過程,定容過程,定溫過程,理想氣體的熱力過程（小結(jié)）,基本要求,重點(diǎn)與難點(diǎn),1、熱力過程計(jì)算公式的掌握,第一

5、定律：,狀態(tài)方程：,推導(dǎo)公式,2、應(yīng)用p-v圖和T-s圖分析多變過程,水蒸氣的基本熱力過程（小結(jié)）,要求了解蒸汽表和圖的結(jié)構(gòu)，并掌握其應(yīng)用。,功、熱量的計(jì)算式：,第四章作業(yè)：4-10、11、15、16,例：一定量的空氣，經(jīng)過下列四個可逆過程組成的循環(huán)，填充下表所缺數(shù)據(jù)，計(jì)算循環(huán)功及熱效率。并將此循環(huán)定性地表示在p-v圖和T-s圖上。,定理1：在相同溫度的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩?之間工作的一切可逆循環(huán)，其熱效率都相等，與可逆循環(huán)的種類無關(guān)，與采用哪種工質(zhì)也無關(guān)。 定理2：在同為溫度T1的熱源和同為溫度T2的冷源間工作的一切不可逆循環(huán)，其熱效率必小于可逆循環(huán)熱效率。,第五章 熱力學(xué)第二定律,1、

6、卡諾循環(huán),2、卡諾定理,多熱源可逆循環(huán),概括性卡諾循環(huán),逆向卡諾循環(huán),3、狀態(tài)參數(shù)熵的導(dǎo)出,克勞修斯對“任何工質(zhì)的可逆循環(huán)”進(jìn)行研究分析，得出,任何物質(zhì)都存在狀態(tài)參數(shù)熵。,4、克勞修斯積分等式和克勞修斯積分不等式。,可逆 “=” 不可逆“”,可逆“=” 不可逆，不等號,5、第二定律數(shù)學(xué)表達(dá)式,可逆取 “=” 不可逆取“”,7、孤立系統(tǒng)熵增原理：,6、熵方程,流入系統(tǒng)熵-流出系統(tǒng)熵+熵產(chǎn)=系統(tǒng)熵增,熵方程核心： 熵可隨熱量和質(zhì)量遷移而轉(zhuǎn)移；可在不可逆過程中自發(fā)產(chǎn)生。由于一切實(shí)際過程不可逆，所以熵在能量轉(zhuǎn)移過程中自發(fā)產(chǎn)生（熵產(chǎn)），因此熵是不守恒的，熵產(chǎn)是熵方程的核心。,孤立系熵增意味機(jī)械能損失,本

7、章基本要求：,1、在深刻領(lǐng)會熱力學(xué)第二定律實(shí)質(zhì)的基礎(chǔ)上，認(rèn)識能量不僅有“量”的多少，而且還有“質(zhì)”的高低；,2、熟練掌握卡諾循環(huán)及其分析計(jì)算；,3、掌握卡諾定理；,5、正確理解克勞修斯積分式、熵增原理、熱量火用及系統(tǒng)的做功能力損失。,4、循環(huán)的分析計(jì)算；,作業(yè)：5-1、5、7、8,第七章,馬赫數(shù),亞聲速,聲速,超聲速,噴管,擴(kuò)壓管,力學(xué)條件,促使流速改變的條件,漸擴(kuò)噴管,縮放噴管,幾何條件：Cf與A的關(guān)系還與Ma有關(guān)，對于噴管,漸縮噴管,噴管設(shè)計(jì),據(jù),p1，v1，T1,背壓 pb,功率,噴管形狀 幾何尺寸,初參數(shù),第八章,壓氣機(jī)不是動力機(jī)，壓氣機(jī)中進(jìn)行的過程不是循環(huán)。,壓氣機(jī)分類（按工作原理）：活塞式和葉輪式。,余隙存在使生產(chǎn)量下降、對理論耗功無影響，是有害容積。,分析動力循環(huán)的方法,1. 第一定律分析法,以第一定律為基礎(chǔ)，以能量的數(shù)量守恒為立足點(diǎn)。從能量轉(zhuǎn)換的數(shù)量