工程熱力學.

工程熱力學

一、課程地位、作用和任務
工程熱力學是一門專業(yè)技術基礎課，其任務是培養(yǎng)學員運用熱力學的定律、定理及有
關的理論知識，對熱力過程進行熱力學分析的能力；初步工程設計與研究中獲取物性數(shù)
據(jù)，對熱力過程進行有關計算的方法。為學習后續(xù)課程及畢業(yè)后參加實際工作奠定基礎
。
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，特別是熱能轉化為機械能是由工質的吸熱、膨脹
、排熱等狀態(tài)變化過程實現(xiàn)的。
3. 常用工質的性質，因為工質對過程狀態(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，熱力學第一定律及其表達式。能夠正確、靈活地應用
熱力學第一定律表達式來分析計算工程實際中的有關問題。
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、軸功和技術功的要領及計算式。
3.4　焓的引出及其定義式。
4．理想氣體的性質
1. 理想氣體狀態(tài)方程式。
2.
氣體比熱容的概念；和正確應用定值比熱容、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.
在深領會熱力學第二定律實質的基礎上，認識能量不僅有“量”的多少，而且還有“
質”的高低。
2. 卡諾定理。熵的意義、計算和應用。
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，認識能量利用經濟性的方向、途徑和方
法。
7．實際氣體的性質及熱力學一般關系
1.
熱力學一般關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.
應有關蒸氣的各種術語及其意義。例如：汽化、凝結、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. 水蒸氣圖表的結構，并其應用。
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。
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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