工程熱力學.

工程熱力學

一、課程地位、作用和任務(wù)
工程熱力學是一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，其任務(wù)是培養(yǎng)學員運用熱力學的定律、定理及有
關(guān)的理論知識，對熱力過程進行熱力學分析的能力；初步工程設(shè)計與研究中獲取物性數(shù)
據(jù)，對熱力過程進行有關(guān)計算的方法。為學習后續(xù)課程及畢業(yè)后參加實際工作奠定基礎(chǔ)
。
本課程的重點及要求：
1. 工程熱力學中的基本概念及基本定律。
2.
過程和循環(huán)的分析研究及計算方法，特別是熱能轉(zhuǎn)化為機械能是由工質(zhì)的吸熱、膨脹
、排熱等狀態(tài)變化過程實現(xiàn)的。
3. 常用工質(zhì)的性質(zhì)，因為工質(zhì)對過程狀態(tài)變化過程有著極重要的影響。
4. 動力循環(huán)、制冷循環(huán)、熱泵循環(huán)等常見熱力循環(huán)的熱力過程。

二　課程內(nèi)容
１．緒論
1. 熱能及其利用
2. 熱力工程及熱力學發(fā)展簡史
3. 工程熱力學的研究對象及主要內(nèi)容及熱力學的研究方法
２．基本概念
1. 熱力系、平衡態(tài)、準平衡過程、可逆過程等。
2.
狀態(tài)參數(shù)的特征，基本狀態(tài)參數(shù)p、v、T的定義和單位等。熱量和功量過程量的特
征，并會用系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)對可逆過程的熱量、功量進行計算。
3. 工程熱力學分析問題的特點、方法和步驟。
３．熱力學第一定律
1.
深入熱力學第一定律的實質(zhì)，熱力學第一定律及其表達式。能夠正確、靈活地應(yīng)用
熱力學第一定律表達式來分析計算工程實際中的有關(guān)問題。
3.2　能量、儲存能、熱力學能、總能的概念。
3.3　體積變化功、推動功、軸功和技術(shù)功的要領(lǐng)及計算式。
3.4　焓的引出及其定義式。
4．理想氣體的性質(zhì)
1. 理想氣體狀態(tài)方程式。
2.
氣體比熱容的概念；和正確應(yīng)用定值比熱容、平均比熱容來計算過程熱量，以及計
算理想氣體熱力學能、焓和熵的變化。
5．理想氣體的熱力過程
1.
5種基本過程（定容過程、定壓過程、定溫過程、絕熱過程及多變過程）的初終態(tài)
基本狀態(tài)參數(shù)p、v、T之間的關(guān)系。
2.
5種基本過程以及多變過程以及多變過程系統(tǒng)與外界交換的熱量、功量的計算。
3.
能將各過程表示在p－v圖和T－s圖上，并能正確地應(yīng)用p－v圖和T－s圖判斷過程的
特點，即△u，△h，q及w等的正負值。
6．熱力學第二定律
1.
在深領(lǐng)會熱力學第二定律實質(zhì)的基礎(chǔ)上，認識能量不僅有“量”的多少，而且還有“
質(zhì)”的高低。
2. 卡諾定理。熵的意義、計算和應(yīng)用。
3. 孤立系統(tǒng)和絕熱系統(tǒng)熵增的計算，從而明確能量損耗的計算方法。
4. （可用能、有效能）的要領(lǐng)及其計算。
5.
學會用熵分析法對熱力過程進行熱工分析，認識能量利用經(jīng)濟性的方向、途徑和方
法。
7．實際氣體的性質(zhì)及熱力學一般關(guān)系
1.
熱力學一般關(guān)系式及如何由可測量參數(shù)求不可測量參數(shù)；由易測量參數(shù)求不易測量
參數(shù)。
2.
如何根據(jù)熱力學理論來指導實驗和整理實驗數(shù)據(jù)，以減少實驗次數(shù)，節(jié)省人力和物
力。
3.
常用的實際氣體狀態(tài)方程，范德瓦爾方程及R—Ｋ方程（包括其各項的物理意義）。


4. 對比態(tài)原理，會計算對比參數(shù)并能利用通用壓縮因子圖進行實際氣體的計算。
8．水蒸氣
1.
應(yīng)有關(guān)蒸氣的各種術(shù)語及其意義。例如：汽化、凝結(jié)、飽和態(tài)、飽和蒸氣、飽和液
體、飽和溫度、飽和壓力、三相點、臨界點、汽化潛熱等。
2. 水蒸氣定壓發(fā)生過程及其在p－v圖和T－s圖上的一點、二線、三區(qū)、和五態(tài)。
3. 水蒸氣圖表的結(jié)構(gòu)，并其應(yīng)用。
4. 蒸氣熱力過程的熱量和功量的計算。
9．氣體與蒸氣的流動
1.
液體的位能變化可略去不計、又不對機器作功的一元可逆絕熱即定熵穩(wěn)定流動的基
本方程。這些基本方程是本章的研究基礎(chǔ)。
2.
弄清促使流速改變的力學條件和幾何條件，以及這兩個條件對流速的影響。氣流截
面積變化的原因。
3.
噴管中氣體流速、流量的計算，會進行噴管外形的選擇和尺寸的計算，以及有摩阻
時噴管出口參數(shù)的計算。能進行噴管的設(shè)計和校核兩類計算。
4. 明確滯止焓、臨界截面、臨界參數(shù)及絕熱節(jié)流的概念。
10．壓氣機的熱力過程
1. 活塞式壓氣機和葉輪式壓氣機的工作原理。
2.
不同壓縮過程（絕熱、定溫、多變）狀態(tài)參數(shù)的變化規(guī)律、耗功的計算，以及壓氣
機耗功的計算。
3. 多級壓縮、級間冷卻的工作情況。余隙容積對活塞式壓氣機工作的影響。
11．熱力裝置及其循環(huán)（氣體動力循環(huán)、蒸汽動力循環(huán)、制冷循環(huán)、熱泵循環(huán)）
1. 各種裝置循環(huán)的實施設(shè)備及工作流程。
2.
將實際循環(huán)抽象和簡化為理想循環(huán)的一般方法，并能分析各種循環(huán)的熱力過程組成
。
3. 各種循環(huán)的吸熱量、放熱量、作功量及熱效率等能量分析和計算的方法。
4. 會分析影響各種循環(huán)熱效率的因素。
5. 各種循環(huán)能量利用經(jīng)濟性的具體方法和途徑。
12．濕空氣
1. 濕空氣、未飽和空氣和飽和空氣的含義。
2.
濕空氣狀態(tài)參數(shù)的意義及其計算方法，并能區(qū)別哪些參數(shù)是獨立參數(shù)、哪些參數(shù)存
在相互關(guān)系。
3. 能用解析法及圖解法計算濕空氣的基本熱力過程。

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