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1、热工基础与应用,主讲人：赵红玉 tel：13981381144,第一章 能源概述（绪论）,第一节 自然界的能源 及其利用,能源 (Energy Sources) 提供能量（Energy）和动力（power）的物质资源。 分类： 来源 形态：一次能源、二次能源 使用程度和技术 污染程度 性质：含能体能源、过程性能源,能源的概念与分类,能源的利用与社会的发展,薪柴时期 煤炭时期 石油时期 核能与其他新能源,能源现状,2000.12.30世界能源报道： 石油 Petroleum 世界40-50年 我国探明可开采储量32.74亿吨可开采1520年,能源现状,2000.12.30世界能源报道 天然气 N
2、atural Gas 世界60年 我国探明可开采储量11704亿m3可开采2858年,能源现状,2000.12.30世界能源报道 煤炭 Coal 世界220年 我国探明可开采储量1145亿吨 可开采5481年,各国能源利用效率,能源与环境,SO2、 粉尘、 CO2 （酸雨） （温室效应）,acid rain,Greenhouse effect,燃煤：,车辆：,NOx、 HC 、 CO,O3,雾Smog,SUN,缺氧,第二节 热能的合理利用,能源转换利用的关系,能量转换装置,热能动力装置 制冷装置,Power Plant,火力发电（蒸汽动力）装置简图,蒸汽动力装置原理图,蒸汽动力装置基本特点,1
3、、热源，冷源 2、工质 （水，蒸汽） 3、膨胀做功 4、循环 (加压、加热、膨胀做功、放热),内燃机装置,internal combustion engine,内燃机装置,internal combustion engine,Q1,Q2,内燃机装置基本特点,1、热源，冷源 2、工质 （燃气） 3、膨胀做功 4、循环 (加压、加热、膨胀做功、放热),热机,高温热源 （热源）,低温热源 （冷源）,Q1,Q2,W,动力循环简图,热效率,Thermal efficiency,压缩制冷装置 冰箱 refrigerator,空调 (Air-condition),制冷空调装置基本特点,1、热源，冷源 2、工
4、质 （制冷剂） 3、容积变化功 4、循环 (加压、放热、 膨胀、吸热),制冷系数,Coefficient of Performance (COP),制冷循环简图,热力装置/制冷空调装置共同基本特点,热源，冷源 heat reservoir工质 medium,working substance容积变化功 moving boundary work循环 cycle,热 机 种 类, 发电（火力、核能） 40% 车辆发动机（内燃机） 2535% 轮船发动机 2535% 航空发动机 2030% 制冷空调(非热机，同理） 200%,能量利用率,heat engine,Energy efficiency,第
5、三节 热工基础的研究对象、 内容和方法,热工基础的课程目的与内容,课程目的 是讲授热能和机械能相互转换基本理论以及热量传递规律、以提高热能利用完善程度的一门技术基础课。 课程内容 工程热力学 传热学,工程热力学是一门研究热能有效利用及热能和其它形式能量转换规律的科学。研究内容包括： 热能与机械能转换的基本原理与规律热力学第一定律和热力学第二定律。 工质的基本性质 热力过程与热力循环,工程热力学的主要研究方法是宏观方法。 特点： 不考虑物质的微观结构，把物质视为一个宏观的连续的整体，并且用宏观物理量（如：压力、温度、体积、质量）对其状态进行描述。 通过大量的实验和观察总结出基本规律，再以基本规律
6、为依据，经过严密的逻辑推导，导出描述物质性质的宏观物理量之间的普遍关系及其他一些重要推论。 由于热力学基本定律是无数经验的总结，因而具有高度的可靠性和普遍性。 但是，宏观研究不涉及物质的微观结构，因此不能解释热现象的本质。,传热学是研究热量传递规律的一门科学。 基本内容： 导热 对流换热 热辐射及辐射换热 传热过程与换热器 理论基础： 热力学第一定律 热力学第二定律 研究方法： 理论分析 数值计算 实验研究,传热学与工程热力学的关系,工程热力学： 热能的性质、热能与机械能及其他形式能量之间相互转换的规律 热力学研究平衡态 以热力学第一定律和第二定律为基础,传热学： 热量Q 传递过程的规律 传热学研究过程和非平衡态 以热力学第一定律和第二定律为基础,本章小结,本章主要内容,能源的概念与分类 能源转换利用关系 能源的利用与社会的发展 中国的能源结构与能源现状 能源与环境 能源利用与人类社会的可持续发展 热能的合理利用 能量转换装置 热工基础的研究对象、内容和方法,学习要求,通过本章学习，要求学生 了解能源的概念与分类 建立节能与环保意识，了解能源与人类社会可持续发展的关系 了解本课程的主要研究对象、内容和方法,
