热 工 学
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热 工 学. 上海理工大学 热工程研究所. 绪 论. 研究对象 研究内容 研究方法. 人类社会三大重要资源: 物质、 能量 、信息. 元宝山火电厂. 德国 1.35MW 核电站. 核能. 风力发电. 水力发电. 地热能. [ 西藏羊八井地热发电站 ]. 潮汐能. 太阳能热 水 器. 太阳能电池汽车. 风 能. 水 能. 化 学 能. 核 能. 地 热 能. 太 阳 能. 一次能源 ( 天然存在 ). 燃料电池. 光电转换. 转换. 光热. 燃烧. 聚变. 裂变. 水轮机. 水车. 风车.

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Presentation Transcript

热 工 学

上海理工大学

热工程研究所


绪 论

  • 研究对象

  • 研究内容

  • 研究方法




德国1.35MW核电站






[西藏羊八井地热发电站]



太阳能热



一次能源

(天然存在)

燃料电池

光电转换

转换

光热

燃烧

聚变

裂变

水轮机

水车

风车

热 能

机 械 能

直接利用

热机

发电机

电动机

能源转换利用的关系

90%

二次能源

电 能


一、研究对象

  • 热能的转换和利用


举例1:热力发电厂



T1

Q1

W

Q2

T2

经济性能指标:热效率


举例2:空调(制冷)



T0

Q1

W

Q2

T2

经济性能指标:制冷系数


T1

Q1

W

Q2

T2


T0

Q1

W

Q2

T2


两个例子的共同点

  • 热能 机械能

  • 转换需要媒介物(水、氟里昂)—工质

  • 工质的状态在不断的变化

  • 热力设备


问题:

  • 热能间接利用所涉及的热能和机械能之间的转换有什么共同的规律?

  • 为了节能,如何提高热机效率η?如何提高制冷系数ε?


二、研究内容1

  • 热能和机械能之间的转换必须遵循的两大定律:

    热力学第一定律:能量守恒

    热力学第二定律:能量传递和转换的方向性

  • 工质热力性质

  • 热力过程和热力循环


制冷、空调

氟里昂——空气

氟里昂——空气

传热过程


传热过程

氟里昂——水


传热过程

炉膛:火焰—空气

过热器:火焰—空气

省煤器:烟气—给水

空气预热器:烟气—空气



问题:

  • 热量如何传递的?

  • 热量传递遵循怎样的规律?

  • 如何通过传热机理的研究,提高热能直接利用的经济性?


二、研究内容2

  • 热量传递的三种基本方式:

    导热、对流、辐射

  • 三种传热方式各自遵循的不同的基本定律

  • 增强或削弱传热的措施


载人飞船 (Manned Spacecraft)

va

B

A

对接(Docking)

交会(Rendezvous)


二、研究内容3

热工设备与装置:






热工设备与装置:

压气机、内燃机、燃气轮机、蒸汽机、制冷装置、换热器和锅炉


热工基础

  • 研究热能利用的基本原理和规律,以提高热能经济性为主要目的的一门学科。


三、研究方法

  • 宏观方法:把物质视为连续体,用宏观物理量去描述物质的性质、行为;

  • 以热力学基本定律为依据,推理、演绎出普遍适用的结论、公式,解决热力过程中的能量转换问题;

  • 传热研究的基础是实验总结出的基本定律,研究方法有解析法、数值法和实验法。


四、如何教、学《热工基础》

老师在教学过程中

要引导思维;

不要代替思维;

更不要窒息思维


同学在学习过程中

要积极思维;

不要被动思维;

更不要拒绝思维。


要 求

  • 备笔记本记笔记,定期检查

  • 带笔、计算器,做课内习题(笔记本)

  • 周二交作业(不允许补交,特殊情况除外)

  • 第七章结束后测验一次

  • 周二、周四在校,可来办公室(65681990)(13816489472)答疑


参考书

  • 1、蒋汉文等,《热工学》(第三版),高等教育出版社;

  • 2.张学学等,《热工基础》,高等教育出版社,2001;

  • 3.童钧耕,卢万成,《热工基础》,上海交通大学出版社,2001;

  • 4.傅秦生、何雅玲、赵小明编著,《热工基础与应用》, 机械工业出版社,2002;

  • 5.刘学来,《热工学理论基础 》,中国电力出版社;

  • 6.郝玉福等,《热工理论基础》,高等教育出版社;

  • 7.沈维道编,《工程热力学》,高等教育出版社,2001;

  • 8.杨世铭,陶文铨,《传热学》(第三版),高等教育出版社,1998。


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