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1、热工基础（第三版）张学学复习提纲第一章基本概念1工程热力学是从工程角度研究热能与机械能相互转换的科学。2 传热学是研究热量传递过程规律的一门科学。3工质：热能转换为机械能的媒介物c4热力系统：选取一定的工质或空间作为研究对象，称之为热力 系统，简称系统。5外界（或环境）：系统之外的一切物体。6边界：系统与外界的分界面。7 系统的分类：（1）闭口系统：与外界无物质交换的系统。（2）开口系统：与外界有物质交换的系统。（3）绝热系统：与外界之间没有热量交换的系统。（4）孤立系统：与外界没有任何的物质交换和能量（功、热量） 交换。8热力状态：系统中的工质在某一瞬间呈现的各种宏观物理状况 的总和称为工质
2、（或系统）的热力状态，简称为状态。9平衡状态：在不受外界影响的条件下，工质（或系统）的状态 参数不随时间而变化的状态。10基本状态参数：压力、温度、比容、热力学能（内能）、熔、 爛。表压力Pg、真空度Pv、绝对压力PP6 = P-PbPv= Pb-P12热力学第零定律（热平衡定律）：如果两个物体中的每一个都 分别与第三个物体处于热平衡，则这两个物体彼此也必处于热平 衡。13热力过程：系统由一个状态到达另一个状态的变化过程。14准平衡过程（准静态过程）：热力过程中，系统所经历的每 一个状态都无限地接近平衡状态的过程。15可逆过程：一个热力过程完成后，如系统和外界能恢复到各 自的初态而不留下任何变
3、化，则这样热力过程称为可逆过程。16不可逆因素：摩擦、温差传热、自由膨胀、不同工质混合。17可逆过程是无耗散效应的准静态过程。18系统对外界做功的值为正，外界对系统做功的值为负。系统吸收热量时热量值为正，系统放出热量时热量值为负。第二章热力学第一定律1 热力学第一定律：在热能与其它形式能的互相转换过程中，能 的总量始终不变。也可表述为：不花费能量就可以产生功的第一类永动机是不 可能制造成功的。进入系统的能量一离开系统的能量二系统储存 能量的变化。2 闭口系统的热力学第一定律表达式：Q=U+W 微元过程：SQdUSW可逆过程：Q =8Q = dU+pdV单位质量工质的微兀过程：g = M + w
4、& = du +单位质量工质的可逆过程：g二An3q = du-k- pdv3 比焙力=m + pv4技术功：必冷皿7 +吨上+必5开口系统的稳定流动能量方程式：g = A/f + -mc/ + ,即2Q = NH + W：单位质量工质：g = A/1 +丄Ac,+ gAz +Wj ,即g = A/? + vv;6膨胀功、流动功、技术功与轴功的区别和联系。g - Au = w = (2v2 - pm) + wt1 - wt =+ g2 + Wj当E厂PM时，技术功等于膨胀功。当忽略工质进岀口处宏观动能和宏观位能的变化，技术功就是轴功；且技术功等于膨胀功与流动功之差。在工质流动过程中，工质作出的
5、膨胀功除去补偿流动功及宏观动能和宏观位能的差额即为轴功。7可逆过程的技术功：w严-如，负号表示技术功的正负与dp相反。&稳定能量方程的应用。(1) 换热器q + -(2) 喷管和扩压管-c/)= %-禺（3）汽轮机wa（4）泵和压缩机wa（5）绝热节流%=禺第三章理想气体的性质与热力过程1 理想气体：理想气体分子的体积忽略不计；理想气体分子之间 无作用力；理想气体分子之间以及分子与容器壁的碰撞都是弹性 碰撞。2理想气体状态方程式（克拉贝龙方程式）PV=raRgT 或 PV=nRT其中 R = 8.314J/(n?oZ K).3 定容比热与定压比热。定容比热5 =定压比热c厂篁对于理想气体cp-
6、cy = Rg或Cp”-Cf = R （迈耶公式） 定义比热容比Z 则厂占兀，廿右Acv4 理想气体的定值摩尔热容。单原子气体双原子气体多原子气体CVm-R-R222Cp,m-R2-R22k1.671.401.295 理想气体的嫡。心=S ln-+ &ln 冬7；V1当比热容为定值时，心=c” In 三- 2?rln 卩p、M = Cy 111 + C 111P V16 各种热力过程的计算公式。过程过程方程式初、终状态参数间的关系交换的功量交换的热旦 里q KJ kg）w/（J7 馆）/（J Ikg）定容V =朮故VS=V1；-=-召P10V（Pl-P2）g-G定压P =定数Tr V.吩P气*
7、皿-叫） 或 乞亿-耳）0g-G定温pv =定数7； - 7；处-儿Pl V2PMln 冬viww或-S）定嫡卩萨=定数Piz 、I 巧g丿 J的耳pjPM 一 PM k7 或 歸Fkw0多变pvn =定数Pi U耳扁丿M-lT1PM - P2 n-1 或Rgn-1nwRg 5i eI 1丿 (巧一G7三种压缩过程。（理想状态下压气机所消耗的功即为技术功）(1)(2)定嫡（绝热）压缩:/ 旦.L/ 、1-kPlw丿bi Jk(3)n-1i-f、1Fl多变压缩：叫占比较:J T2tn T2J定温压缩：Wr.T = PlVlln T2, T=Tl8 多级压缩每级的增压比9 多级活塞式压气机的特点：
8、每级压气机压气轴功相等；每级压气机排气温度相同；每 级压气机散热量相等；每级压气机的容积效率相等，且大于单 级压缩的容积效率。10喷管：使流体的压力降低，流速升高的管道称为喷管。扩压管：使流体的压力升高，流速降低的管道称为扩压管。#11 喷管和扩压管流速变化与截面变化的关系。嘴管和扩压管流速变化与截両变化的关系 9-1动状 形、状态 、7、 管道种类M1断缩渐扩扩压管M1转dc0嗡管dp0” aPL pJ* ” wp2PlPiQ .扩压管vF0PY Pl12孚“p/piP2Pl12 喷管中气体的流速和流量。临界压力比注：当 Pj PGJ 即 P2 Per 时,应选择渐缩喷管;当 Pj即 P2
9、Per 时,应选择缩放喷管.临界流速=（苦pm =R山k-质量流量:1）渐缩喷管2k Alc-l Vj2）缩放喷管对于理想气体，岀口流速13 .绝热滞止。（1）滞止焰侖=力+扌勺滞止温度To（3）滞止压力如厝广第四章 热力学第二定律1 机械能可以自发的转化为热能，而热能却不能自发的转化为机 械能。2 自发过程是不可逆的。3.热力学第二定律。克劳修斯表述：不可能将热从低温物体传至高温物体而不引起其 他变化。开尔文一普朗克表述：不可能从单一热源取热，并使之完全转变 为功而不产生其他影响。（或：第二类永动机是不可能制造成功 的。）4热机循环效率严也=1一乞，适用于一切热力过程。2为定温膨胀过程;2-
10、 3为定嫡膨胀过程;3- 4为定温压缩过程;4- 1为定嫡压缩过程。VT卡诺循环热效率%亠亠驴斗-字如耳-込)7；结论：(1) 卡诺循环的热效率只取决于高温热源的温度Ti与低温热源 的温度T2,而与工质的性质无关。提高T,降低T2,可以使卡 诺循环的热效率提高。(2) 卡诺循环的热效率总是小于1,不可能等于1,因为Ti- 或T2 = OK都是不可能的。这说明通过热机循环不可能将热能全 部转变为机械能。(3) 当T讦T2时，卡诺循环的热效率等于零，这说明没有温差是 不可能连续地将热能转变为机械能，只有一个热源的热机(第二 类永动机)是不可能的。6 逆卡诺循环。卡诺制冷循环的制冷系数 = TT2卡
11、诺热泵循环的供热系数；= 丄7 卡诺定理。定理一：在相同的高温热源和低温热源间工作的一切可逆热机具 有相同的热效率，与工质的性质无关。定理二：在相同高温热源和低温热源间工作的任何不可逆热机的 热效率都小于可逆热机的热效率。8爛流（ASf）：爛流是由于系统和外界进行热量交换和物质交 换而引起的嫡变化。S/0吸热或工质流入0不可逆过程对于一个不可逆过程，十AS&9 克劳修斯不等式。克劳修斯积分等式字，用于可逆循环克劳修斯不等式f0,用于不可逆循环10孤立系统爛增原理：孤立系统的一切实际热力过程总是向着 爛增加的方向进行。即爛只能增大，或者不变，绝不能减少。孤立系统，AS/=0从而 =第五章 水蒸气
12、与湿空气1 水蒸气的定压发生过程（1）水定压预热（2）饱和水定压汽化（3）干蒸汽定压过热水蒸气的定压形成过程经历了预热、汽化和过热3个阶段， 并先后经历未饱和水、饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽和过热 蒸汽5种状态。2点、两线、三区、五状态一点（临界点C）、两线（上界线ddch、下界线bib2b3-） 三区（液相区（未饱和水区）、汽液两相区（湿蒸汽区）、汽相 区（过热蒸汽区）、五状态（未饱和水、饱和水、湿蒸汽、干 蒸汽、过热蒸汽）3 水蒸气的基本热力过程定容过程：W = 0r=V（Pl-P2）Q = 2U1 =（h2 %）一（卩2 一 P1）V定压过程：“肌-），叫=0 q = h?-hi定温过
13、程:定癇过程:w = g Au = TG2 - sj -(力2 -普)+ (p2v2 - PM) w = q _ Ah = T(s2 _ sj (禺-hjg =(Tds=T(S2_sJw = ul-u2,wt = h_h“q = 04露点温度（Td）:湿空气中水蒸气分压力pv所对应的饱和温度, 称为露点温度，简称露点。5 湿空气的湿度(1)绝对湿度 py-1- P Rg” = 461.5J/(馆 K) V RgQ最大绝对湿度p严卫一R.r/T（2）相对湿度皆也=也0 P(3)含湿量d =0.622卩卩=0.622 曲 kglkg(干空气)P-PvP 一曲5 湿空气的相对分子质量Mr = 28.97-10.954P湿空气的气体常数Rg= JKkg.K）1 0.378 比P湿空气的密度“磊7-0.001317竽Zo711#6 湿空气的焙h = ha + hy = 1.005t + d （2501 +1.8420 Q / 馆（干空气）7. g 时，湿球温度0高于露点温度Td而
