热能与动力工程专业基础课件.ppt

**********************热能与动力工程专业基础热能与动力工程专业基础课件，介绍了热能与动力工程学科的基本理论、基本概念和基本方法。包括热力学、流体力学、传热学、燃烧学等基础学科，以及热能动力装置、新能源技术等专业课程。课程概述课程目标掌握热能与动力工程领域的基础知识，培养解决工程问题的能力。课程内容涵盖热力学、流体力学、传热学、热工设备等重要内容。学习方法理论学习与实践操作相结合，课堂讲授、实验练习、课题研究等多种形式。热力学基础11.能量守恒热力学第一定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。22.熵增原理热力学第二定律，孤立系统的总熵值永远不会减少，而是在不可逆过程中总是增加，直到达到平衡。33.热力学过程热力学过程是指系统在发生变化过程中，状态随时间的变化过程。44.热力学循环热力学循环是指系统经历一系列热力学过程，最终回到初始状态的循环过程。热力学第一定律能量守恒热力学第一定律阐述了能量守恒定律在热力学系统中的应用。能量既不能被创造，也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。能量转化热能、机械能、化学能、电能等能量形式可以相互转化，但总能量保持不变。例如，燃烧燃料将化学能转化为热能，热能又可以转化为机械能。热力学第二定律能量守恒热力学第二定律阐述了能量守恒，能量既不会凭空产生也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式。熵增原理熵是用来描述系统混乱程度的物理量，热力学第二定律指出在孤立系统中，熵总是趋向于增加，即系统会自发地从有序状态向无序状态转变。热机效率热力学第二定律为热机效率设定了极限，热机不可能将所有热量转化为功，总有一部分热量会损失到环境中。方向性热力学第二定律规定了热量传递的方向，热量总是自发地从高温物体传递到低温物体，不可能逆向传递。热力学循环循环定义热力学循环是指一系列热力学过程的组合，其中系统经历一系列状态变化，最终返回到初始状态。循环过程循环过程中，系统会吸收热量、做功，并释放热量，最终返回到初始状态，整个循环过程中，系统的内能保持不变。循环分类热力学循环可分为正循环和逆循环，正循环用于能量转换，如热机，而逆循环用于制冷或热泵。实际应用热力学循环在工程领域应用广泛，例如发电厂、制冷系统、空调系统等。热机热机定义热机是将热能转化为机械能的装置，例如内燃机和蒸汽机。工作原理热机利用热能驱动活塞或涡轮，产生机械功。热效率热效率表示热机将热能转化为机械能的效率，通常用百分比表示。应用领域热机广泛应用于汽车、电力、航空等领域。蒸汽动力循环蒸汽动力循环是一种利用热能推动蒸汽做功的热力循环。循环过程包括吸热、做功、排热和回流四个阶段。蒸汽动力循环广泛应用于发电厂、工业生产等领域，它具有能量利用率高、效率稳定的特点。气体动力循环气体动力循环是利用气体作为工作介质进行能量转换的热力循环。它主要包括吸气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程。常见的应用包括燃气轮机，其特点是效率高、体积小、重量轻，适用于各种动力装置，例如飞机、轮船、发电厂等。压缩机压缩机概述压缩机是一种将气体或蒸汽压缩为较高压力的机械。它是一种重要的热能动力工程设备，在工业生产、生活服务等领域应用广泛。压缩机类型常见的压缩机类型包括活塞式压缩机、螺杆式压缩机、离心式压缩机等，其工作原理和适用范围各不相同。压缩机应用压缩机可用于空调制冷系统、气体输送、化学反应过程、动力装置等，为各种应用提供高压气体或蒸汽。泵工作原理泵利用机械能将流体从低压区输送至高压区，实现流体输送。通过旋转叶轮将机械能传递给流体，提高流体的压力势能。结构组成泵主要由叶轮、泵体、轴承、密封、电机等组成。叶轮是泵的核心部件，负责将机械能传递给流体。换热器板式换热器板式换热器由一系列薄板构成，具有高传热效率、结构紧凑等特点。管壳式换热器管壳式换热器采用管束和壳体结构，适用于各种介质之间的热交换。空气冷却器空气冷却器利用空气作为冷却介质，广泛应用于工业生产中。流体力学基础1流体性质流体是可流动的物质，包括液体和气体。流体的性质包括密度、粘度、表面张力等。2流体静力学研究静止流体的力学特性，包括压强、浮力、阿基米德原理等。3流体动力学研究运动流体的力学特性，包括流速、流量、压力、粘性力、摩擦阻力等。4流体力学应用流体力学原理广泛应用于热能与动力工程领域，例如管道流动、泵和风机设计、热交换器等。管路系统与流阻1管路系统管路系统包含管道、阀门、泵、压缩机等组件，负责输送