热工与流体力学基础

热工与流体力学基础

绪论

工程热力学的研究对象主要是热能转化为机械能的规律、方法及提高转化效率的途径。流体力学的研究对象是流体的平衡和运动规律，以及在工程应用中力求克服流动阻力减少能量损失。

第一章工质及气态方程

第一节工质及热力系统

一、工质

用以实现热能与机械能相互转换或热能转移的媒介物质，称为工质。合理的选用工质能提高能量转换的效率。

二、热力系统

常见系统：

（1）闭口系统

（2）开口系统

（3）绝热系统

（4）孤立系统

（5）热源

最常见的热力系统是简单可压缩系统(只进行热量与体积变化的系统)。

第二节工质的热力状态及基本状态参数

一、热力状态与状态参数

初终态的参数变化值，仅与初终态有关。以x表示状态参数,

状态参数的特征:1.状态确定，则状态参数确定，反之亦然。

2.状态参数的积分特征：状态参数的变化量与路径无关，只与初终态

有关。

工程热力学中常用的状态参数有：温度（T）、压力、体积、热力学能、焓、熵等。

二、基本状态参数

1.温度是物质分子热运动激烈程度的标志.

热力学温标取纯水的三相点,即冰、水、汽三相平衡共存的状态点为基准点，规定其温度为273.16K。

T=t+273

2.压力

单位面积上所受到的垂直作用力称为压力,p.

P=F/A

根据分子运动论,气体的压力是大量分子与容器壁面碰撞作用力的统计平均值.压力的大小与分子的动能和分子的浓度有关.

1标准大气压(atm)= 1.01325×105 帕斯卡 =760.00毫米汞柱=10.3323米水柱

气体的实际压力称为绝对压力,用 p 表示.当被测气体的绝对压力高于大气压力pb时,相对压力为正压,压力表指示的数值称为表压力,用 pg来表示.

当被测气体的绝对压力低于大气压力pb时,相对压力为负压,压力表指示的数值称为真空度,用 pv来表示.

当p>pb p=pb+pg

P

只有绝对压力才是工质的状态参数,表压力和真空度都与当地大气压有关.

3.比体积与密度

单位质量的工质所占有的体积称为比体积.用v表示,单位为m3/kg. v=V/m

单位体积工质占有的质量称为密度.用ρ表示