工程热力学(第四版)多媒体课件
合集下载
工程热力学第四版课件第二章
推动功： 绝热
h
m-m0 m-m0 m0
W pV p(m m0 )v
U mu ' m0u0 (m m0 )u
mu ' m0u0 (m m0 )u (m m0 ) pv 0
mu ' m0u0 (m m0 )h 0 u ' h(m m0 ) m0u0
mout
u pv c / 2 gz min W net
开口系能量方程微分式
当有多条进出口：
Q dEcv / W net u pv c / 2 gz
2 2 out
m out
u pv c / 2 gz min
机械能守恒
wt vdp dc / 2 gdz ws
2
对于流体流过管道， ws 0
1 2 vdp dc gdz 0 2
压力能 动能 位能
机械能守恒
dp 1 柏努利方程 2 dc dz 0 Bernoulli’s equation g 2g
第二章
wswt
准静态下的技术功
w ( pv) wt w d ( pv) wt
准静态 pdv d ( pv) wt
wt pdv d ( pv) pdv ( pdv vdp) vdp
wt vdp
wt vdp
q du pdv 热一律解析式之一 准静态 q dh vdp 热一律解析式之二
轴功Shaft work
4、 每截面状态不变 dEC ,V / 0
稳定流动能量方程的推导
h
m-m0 m-m0 m0
W pV p(m m0 )v
U mu ' m0u0 (m m0 )u
mu ' m0u0 (m m0 )u (m m0 ) pv 0
mu ' m0u0 (m m0 )h 0 u ' h(m m0 ) m0u0
mout
u pv c / 2 gz min W net
开口系能量方程微分式
当有多条进出口：
Q dEcv / W net u pv c / 2 gz
2 2 out
m out
u pv c / 2 gz min
机械能守恒
wt vdp dc / 2 gdz ws
2
对于流体流过管道， ws 0
1 2 vdp dc gdz 0 2
压力能 动能 位能
机械能守恒
dp 1 柏努利方程 2 dc dz 0 Bernoulli’s equation g 2g
第二章
wswt
准静态下的技术功
w ( pv) wt w d ( pv) wt
准静态 pdv d ( pv) wt
wt pdv d ( pv) pdv ( pdv vdp) vdp
wt vdp
wt vdp
q du pdv 热一律解析式之一 准静态 q dh vdp 热一律解析式之二
轴功Shaft work
4、 每截面状态不变 dEC ,V / 0
稳定流动能量方程的推导
00章：绪论 工程热力学课件(第四版)
社会的各方面提供动力等。 在当今科技条件下，利用得最多的能源是燃料
的化学能。通过燃烧，燃料的化学能转换成热能， 再将热能转换成机械能或电能供人们使用。
热力学第零定律：
假如两物体的温度都等于另外第三个物体，那
么这三个物体拥有相同的温度。
热
热力学第一定律：
力 学 三
热是能的一种二定律：
课件目录
绪论
0-1 热能及其利用 0-2 工程热力学发展简史 0-3 工程热力学的主要内容
§0-1 热能及其利用
能源是人类社会不可缺少的物质基础之一，人
类社会的发展史与人类开发利用能源的广度和深度 密切相连。
热能利用的两种基本形式：（1）热利用，如 在冶金、化工、食品等工业和生活上的应用。（2） 动力利用，即把热能转化成机械能或电能，为人类
（1）克劳修斯说法：热不能自发的、不付代
定
价的从低温物体传至高温物体。
律
（2）开尔文说法：不可能制造出从单一热源
吸热、使之全部转化为功而不留下其他任何变化的
热力发动机。
热力学第三定律： 绝对零度不可达。
§0-3 主要内容及研究方法
工程热力学的研究对象主要是能量转换，特别 是热能转化成机械能的规律和方法，以及提高转化 效率的途径，以提高能源利用的经济性。
主要内容包括：
1、基本概念与基本定律，如热力系统、平衡 状态等；
2、过程和循环的分析研究及计算方法； 3、常用工质的性质； 4、化学热力学方面的有关内容。
研究方法：宏观（经典热力学）和微观（统计热
力学）
学习方法：把握线索，学会抽象简化的研究方
法，重视习题和实验等。
的化学能。通过燃烧，燃料的化学能转换成热能， 再将热能转换成机械能或电能供人们使用。
热力学第零定律：
假如两物体的温度都等于另外第三个物体，那
么这三个物体拥有相同的温度。
热
热力学第一定律：
力 学 三
热是能的一种二定律：
课件目录
绪论
0-1 热能及其利用 0-2 工程热力学发展简史 0-3 工程热力学的主要内容
§0-1 热能及其利用
能源是人类社会不可缺少的物质基础之一，人
类社会的发展史与人类开发利用能源的广度和深度 密切相连。
热能利用的两种基本形式：（1）热利用，如 在冶金、化工、食品等工业和生活上的应用。（2） 动力利用，即把热能转化成机械能或电能，为人类
（1）克劳修斯说法：热不能自发的、不付代
定
价的从低温物体传至高温物体。
律
（2）开尔文说法：不可能制造出从单一热源
吸热、使之全部转化为功而不留下其他任何变化的
热力发动机。
热力学第三定律： 绝对零度不可达。
§0-3 主要内容及研究方法
工程热力学的研究对象主要是能量转换，特别 是热能转化成机械能的规律和方法，以及提高转化 效率的途径，以提高能源利用的经济性。
主要内容包括：
1、基本概念与基本定律，如热力系统、平衡 状态等；
2、过程和循环的分析研究及计算方法； 3、常用工质的性质； 4、化学热力学方面的有关内容。
研究方法：宏观（经典热力学）和微观（统计热
力学）
学习方法：把握线索，学会抽象简化的研究方
法，重视习题和实验等。
《工程热力学》第四版课件 第8章
15
d. 各缸按比例缩小 e. 对提高整机容积效率ηv 有利 2)若分级m→∞,则趋于定温压缩但由 )若分级 →∞ →∞, 于体积庞大,系统复杂,可靠性下降, 于体积庞大,系统复杂,可靠性下降, 一般2- 级 一般 -4级. 3)定温效率(isothermal efficiency) )
ηC,T =
8–3 余隙容积的影响
余隙容积( 一,余隙容积(clearance volume) )
产生原因 几个名词: 几个名词: 余隙容积Vc(=V3) 余隙容积 气缸工作容积(活塞排量 气缸工作容积 活塞排量) Vh(=V1–V3) 活塞排量 ( cylinder displacement; stroke volume; piston displacement; piston swept volume) ) 有效吸气容积V 有效吸气容积 es(=V1–V4) 余隙容积比(clearance-to-piston displacement ratio) 余隙容积比 σ =Vc/Vh
理想气体
wC ' = h2 'h 1
(adiabatic internal efficiency) T2s T1 T2s T1 ηCs = T2 ' = T1 + ηCs T2 ' T1
18
例A451177 例A453257*
下一章
19
�
p2 p1
选择各级中间压力,优点: 选择各级中间压力,优点:
小于不如此分配时 T = T1π b. 各缸终温相同 各缸终温中最高者, 各缸终温中最高者,有利于润滑油工作及使可靠 性增加. 性增加. c. 各级散热相同
n 1 n i
n κ qi = cV T n 1
工程热力学课件4精品文档
功＝面积12341 ＝面积12561－面积43564
p
5
VC 3
2
设12和43两过程n相同
6
n1
4
Wt
n n 1
p 1V 1
1
p2 p1
n
V3
1
V
V1 V
n n 1
pp 14V 4
1
pp 32 pp 14
q在p-v,T-s图上的变化趋势
q Tds
T
p
h>0 u>0
q>0
T
w>0
h>0
u>0
qw
w>0
n0
n0
wt>0
n 1 wt>0
nk
n
n 1
q>0
n
v
nk s
u,h,w,wt,q在p-v,T-s图上的变化趋势
u↑,h↑(T↑) w↑(v↑) wt ↑(p↓) q↑(s↑)
T
(3) 当 n = k pvk pvconsRtT sC c n 0
s
1
(4) 当 n = pnvconstvC
cn cv
v
基本过程是多变过程的特例
理想气体的基本过程
过程方程
p T C
v
s pvk C
T pvC
v
T C p
pv RT
初终态关系
p
T2 T1 v2 v1
目的: 研究外部条件对热能和机械能转 换的影响，通过有利的外部条件，达 到合理安排热力过程，提高热能和机 械能转换效率的目的。
上海交大工程热力学(第四版)课件 第2章 热力学第一定律
q u w t p 2 v 2 p1v1
wt w p 2 v 2 p1v1
(D )
δ wt δ w d pv
可逆过程
δ wt p d v d pv v d p
17
3)第一定律第二解析式
q h2 h1 1 2
2 2
w t ws
1 2
c f 1 gz1 p1v1
2
内增： 0
c f 2 gz 2 p 2 v 2
2
1 2 p u c f gz 0 2
23
例A4312661 例A4322661 例A4332771 例A4333771
24
归纳： 1）开口系问题也可用闭口系方法求解。 2）注意闭口系边界面上热、功交换；尤其是边界面 变形时需考虑功的交换。 3）例A4333771中若有无摩擦及充分导热的活塞，结果如何？ ——解法三即可认为是这种情况，故无影响。 4）若A4333771活塞为绝热材料制造， 若活塞下有弹簧， 若· · · · · ·
第二章 热力学第一定律
First law of thermodynamics
2–1 热力学第一定律的实质 2-2 热力学能（内能）和总能 2–3 热力学第一定律基本表达式 2–4 闭口系基本能量方程式 2–5 开口系能量方程
1
2–1 热力学第一定律的实质
一、第一定律的实质
能量守恒与转换定律在热现象中的应用。
二、第一定律的表述
热是能的一种，机械能变热能，或热能变机械能的 时候，他们之间的比值是一定的。 或： 热可以变为功，功也可以变为热；一定量的热消失 时必定产生相应量的功；消耗一定量的功时，必出现 与之相应量的热。
工程热力学(高教社第四版)课件 第7章
2'
2
2
cf'2 =
2(h0 − h2' ) < 2(h0 − h2 ) = c f 2
ϕ = c'f 2
cf 2
喷管速度系数 一般在0.92~0.98
有摩阻的绝热流动
2、摩阻对能量的影响
定义：能量损失系数
ξ
=
c2f 2 − c2f 2' c2f 2
=1−ϕ2
喷管效率
ηN
=
c2 f 2'
c
2 f
2
收缩喷管——出口截面 缩放喷管——喉部截面
qm
=
Acr c f ,cr v cr
cf 2 =
2
κ κ −1
p0v0[1−
(
p2 p0
)(κ
−1)
κ
]
p
2
v
k 2
=
p 0 v0k
qm
=
A2 v2
2κ κ −1
p0v0[1−(
p2 p0
)(κ−1)
κ
]
流量计算
qm
=
A2 v2
κ
2
κ −1
p0v0[1−(
7-3 喷管的计算
目的：设计，校核 ♦ 流速计算 ♦ 流量计算 ♦ 喷管外形选择和尺寸计算
流速计算及分析
根据绝热流动的能量转换关系式，对喷管有
h0
=
h1 +
c
2 f1
2
=
h2
+
c2f 2 2
=h+
c2f 2
任一截面流速 cf = 2(h0 − h )
出口截面流速 cf2 =
工程热力学(沈维道_童钧耕主编)第四版-全书完整课件_第九章
2. cV
定容过程 dv=0
若为理想气体
cV
u T
v
u u(T )
u T
v
du dT
cV
du dT
du
cVdT
cV cV (T ) 温度的函数
7
3. cp
据一般表达式
cp
u T
v
u v
T
第三章 气体和蒸气的性质
Properties of gas and vapor
3-1 理想气体 3-2 理想气体的比热容 3-3 理想气体的热力学能、焓和熵 3-4 饱和状态、饱和温度和饱和压力
3-5 水的定压加热汽化过程 3-6 水和水蒸气状态参数 3-7 水蒸气图表和图
1
3-1 理想气体
一、理想气体(perfect gas or ideal gas)的基本假设
加热，使温度升高如 t'，保持定 值，系统建立新的动态平衡。与之 对应，p变成ps'。
所以 Ts ps 一一对应，只有一个独立变量，即 ts f ps
如
ps
ts 100
4
ps atm ts C
28
t/ ℃ p/ MPa
0
20
50
100
120
0.0 006 112 0.0 023 385 0.0 123 446 0.1 013 325 0. 198 483
20
讨论： 如图：
Tb Tc Td
uab uac uad hab hac had
《工程热力学》(第四版)配套教学课件
传热面积是影响换热器性能的重要因素。通过优化传热面积，可以 提高换热效率，降低能耗。
流体流动模式
流体流动模式会影响传热系数。合理设计流体流动路径，可以增强 传热效率。
材料选择
材料选择需要考虑流体腐蚀性，耐温性，成本等因素。合适的材料 可以确保换热器寿命和可靠性。
课程总结与反馈
1 1. 课程回顾
回顾课程内容，掌握核心概念。
3 3. 混合物热力学性质
混合物热力学性质包括焓、 熵、吉布斯自由能等，可用 于分析混合物的能量变化。
4 4. 应用
气体和液体混合物在许多工 程应用中发挥重要作用，例 如制冷剂、燃料和化学反应 过程。
化学平衡与化学反应
1
2
3
化学平衡
化学反应达到平衡状态时，正逆反应 速率相等，反应物和生成物的浓度不
功
3
功是能量的另一种形式，它是力作用在物体上所做的功。
内能
4
内能是系统内部所有能量的总和，包括热能、动能和势能。
热力学第二定律
热力学第二定律的表述
热力学第二定律阐述了热量传递的方向性和不可逆性，以及熵增原理。
克劳修斯表述
热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，需要外界做功。
开尔文表述
不可能从单一热源吸取热量，全部用来做功，而不引起其他变化。
《工程热力学》第四 版教学课件
本套课件旨在为学习工程热力学课程的学生提供更直观、更易懂的学习体 验。
课件内容涵盖了工程热力学的基础知识，并通过丰富的图文和动画进行讲 解，使学生更容易理解和掌握。
hd by h d
课程简介
课程内容
本课程涵盖了热力学基础、热力学定律、流体性质、传热原理以及常见热力学系统等方面内容。
流体流动模式
流体流动模式会影响传热系数。合理设计流体流动路径，可以增强 传热效率。
材料选择
材料选择需要考虑流体腐蚀性，耐温性，成本等因素。合适的材料 可以确保换热器寿命和可靠性。
课程总结与反馈
1 1. 课程回顾
回顾课程内容，掌握核心概念。
3 3. 混合物热力学性质
混合物热力学性质包括焓、 熵、吉布斯自由能等，可用 于分析混合物的能量变化。
4 4. 应用
气体和液体混合物在许多工 程应用中发挥重要作用，例 如制冷剂、燃料和化学反应 过程。
化学平衡与化学反应
1
2
3
化学平衡
化学反应达到平衡状态时，正逆反应 速率相等，反应物和生成物的浓度不
功
3
功是能量的另一种形式，它是力作用在物体上所做的功。
内能
4
内能是系统内部所有能量的总和，包括热能、动能和势能。
热力学第二定律
热力学第二定律的表述
热力学第二定律阐述了热量传递的方向性和不可逆性，以及熵增原理。
克劳修斯表述
热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，需要外界做功。
开尔文表述
不可能从单一热源吸取热量，全部用来做功，而不引起其他变化。
《工程热力学》第四 版教学课件
本套课件旨在为学习工程热力学课程的学生提供更直观、更易懂的学习体 验。
课件内容涵盖了工程热力学的基础知识，并通过丰富的图文和动画进行讲 解，使学生更容易理解和掌握。
hd by h d
课程简介
课程内容
本课程涵盖了热力学基础、热力学定律、流体性质、传热原理以及常见热力学系统等方面内容。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
工程热力学(第四版)多媒体课件
华自强 张忠进 高 青 等编
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
2017年10月3日
总目录
◆工程热力学(第四版)PPT课件 ◆工程热力学(第四版)习题提示与答案
2017年10月3日
总目录
2
工程热力学(第四版)PPT课件目录
绪论 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
第十一章 水蒸气及蒸汽动 力循环
第十二章 第十三章
制冷循环 湿空气
化
第六章
2017年10月3日
热力学第二定律
热能的可用性及 分析
第十四章
工程热力学(第四版)习题提示与答案目录
2017年10月3日
第七章
基本概念及定义 热力学第一定律 理想气体热力学能、 焓、比热容和熵的计算 理想气体的热力过程 热力学第二定律 热能的可用性及 分析 第八章 第九章 第十章
气体的流动
压气机的压气过程 气体动力循环 实际气体
第十一章
第十二章 第十三章 第十四章
水蒸气及蒸汽动 力循环
制冷循环 湿空气 化学热力学基础
返回总目录
3
工程热力学(第四版)PPT课件目录
工程热力学(第四版)习题提示与答案目录
关于“习题提示与答案”的说 明 第一章 基本概念及定义 第七章 第八章 第九章 第十章 气体的流动 压气机的压气过程 气体动力循环 实际气体
第二章
第三章 第四章
热力学第一定律
理想气体热力学能、 焓、比热容和熵的计算 理想气体的热力过程
工程热力学(第四版)多媒体课件
华自强 张忠进 高 青 等编
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
2017年10月3日
总目录
◆工程热力学(第四版)PPT课件 ◆工程热力学(第四版)习题提示与答案
2017年10月3日
总目录
2
工程热力学(第四版)PPT课件目录
绪论 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
第十一章 水蒸气及蒸汽动 力循环
第十二章 第十三章
制冷循环 湿空气
化
第六章
2017年10月3日
热力学第二定律
热能的可用性及 分析
第十四章
工程热力学(第四版)习题提示与答案目录
2017年10月3日
第七章
基本概念及定义 热力学第一定律 理想气体热力学能、 焓、比热容和熵的计算 理想气体的热力过程 热力学第二定律 热能的可用性及 分析 第八章 第九章 第十章
气体的流动
压气机的压气过程 气体动力循环 实际气体
第十一章
第十二章 第十三章 第十四章
水蒸气及蒸汽动 力循环
制冷循环 湿空气 化学热力学基础
返回总目录
3
工程热力学(第四版)PPT课件目录
工程热力学(第四版)习题提示与答案目录
关于“习题提示与答案”的说 明 第一章 基本概念及定义 第七章 第八章 第九章 第十章 气体的流动 压气机的压气过程 气体动力循环 实际气体
第二章
第三章 第四章
热力学第一定律
理想气体热力学能、 焓、比热容和熵的计算 理想气体的热力过程