热工与流体力学基础
热工流体动力学基础
【例】 如图所示，水泵汲入 管的外径为114mm，壁厚为4mm， 压出管的外径为88.5mm，壁厚 为4mm。在汲入管中水的流速 为1.5m/s。求在压出管中水的
流速。
【解】 已知，汲入管的内经D1=114-2×4=106mm，w1=1.5m/s，
D2=88.5-2×4=80.5mm，设在汲入管与压出管之间没有渗漏，
z1pg1 w 2g 12 z2pg2 w 2g22
伯努力方程
不可压缩的理想液体在等温流动过程中， 在管道的任一截面上，流体的静压能、 位能及动能之和是不变的。 三者之间可以相互转化
精品课件
(2)实际情况下的伯努力方程 实际流体有粘性，流动过程中有能量损失，能量方程：
z 1g p 1 1 21 2 z 2g p 2 1 2 2 2h L
输入机械能 H e15 (0 10)5 1 2 01 0 .24 (2 7.3 025 3.1 62 7 )50 11.9 7(P 1 7)3 a
精品课件
2.压头间的转换 （1）几何压头和静压头之间的转变
1-1和2-2的伯努力方程:
hg1hs1hg2hs2
因为 hg2(在下)＞hg1(在上)
则 hs2＜hs1
【解】 1000℃时烟气的密度为： 0(pp0)(T T1 0)
1.399994102 2730.27(k4g/m3) 1013225731000
1000℃时烟气的粘度为：
02T7C 3C2T7332
1.587105(1227 7311377)331 (2277 )32 334.9105(Pas)
精品课件
吸风管内风速
w 1 3 V F 6 1 3 0 4 V 6 0 d 1 2 0 30 4 6 3 9 .1 0 2 0 4 .3 0 2 0 3 .1 0 6 ( m 7 /s ) w 2 3 V F 6 2 3 0 4 V 6 0 d 2 2 0 30 4 6 3 9 .1 0 0 2 4 .4 0 2 0 2 .3 0 0 ( m 5 /s )
《热工与流体力学基础》课件第十章 流动阻力和能量损失
5.了解非圆管的当量直径概念，了解非圆管的沿程损失计算方法。
6.理解局部损失产生的主要原因，能正确选择局部阻力系数进行局部 损失计算。
7.了解减小流动阻力的措施。
重点与难点
• 本章的重点是雷诺数及流态判断，沿程阻力系数λ的确 定，沿程损失和局部损失计算 。 • 本章的难点在于: 1.层流和湍流的概念较抽象，理解起来有一定难度， 结合雷诺实验增加感性认识，理解起来会容易些。 2.对莫迪图中的阻力分区和沿程阻力系数λ不同计算 公式的应用会有一定难度。对于经验公式只需会用即可，
不必对其来源多加探究，也不必对经验公式死记硬背，能
根据条件选用公式即可。
第一节 沿程损失和局部损失
• 流体在流动过程中受到流动阻力,由此产生能量 损失。流动阻力是造成能量损失的根本原因，而 能量损失则是流动阻力在能量消耗上的反映。 • 影响流动阻力的主要因素:
流体的黏滞性和惯性(内因) 固体边壁形状及壁面的粗糙度的阻碍和扰动作用(外因)
第十章
流动阻力和能量损失
学习导引
实际流体在流动过程中必然要克服流动阻力 而消耗一定的能量，形成能量损失。能量损失的 计算是流体力学计算的重要内容之一，也是本章 要着力解决的基本问题。本章将以恒定流为研究 对象，从介绍流体流动形态入手，分析不同流态 下能量损失产生的规律，最后给出能量损失的常 用计算公式与方法。
两种流态
临界雷诺数Rec:对应于临界流速的雷诺数。
vc d vc d Rec
Rec稳定在2000～2320，一般取Rec2000。 Re≤2000时，是层流流动； Re＞2000时，是湍流流动。 雷诺数=
惯性力 ——
黏性力
Re
vd vd
例10-1 某低速送风管道，内径d200mm，风速v3m/s， 空气温度为40℃。求：（1）判断风道内气体的流动状态；
流体力学与热工学基础4-2 流体流动的两种形态
❖ 问题设计： 1、什么是显名的雷诺试验，它说明什么问题？ 2、如何区别液体的流动是平稳的层流还是紊乱的湍流？
4-2 流体流动的两种形态
一、雷诺试验
流体流动的两 种形态
层流： 流速较小时，流
线沿流动方向相 互平行，呈分层 流动状态（无横 向运动）
紊流： 流速较大时，
流线相互混杂， 出现横向运动， 流层发生质量和 能量交换。
临界流速——流体运动状态发生改变的平均流速 上临界流速——层流变紊流的临界流速 下临界流速——紊流变层流的临界流速
二、流态判别准则
一般： vc vc'
对管流：vc , vc' f (d , v) ，写成无量纲形式：
Re c
vc d
——临界雷诺数。
流态判别准则——雷诺准则数Re 对管内流动： Re —Re—'c 紊23流20； Re R—e—c 层23流20；
对非圆形截管道，d取水力半径dH：
dH
4F S
F——过流断面面积；
S——过流断面上流体与固体壁面接触的长度。
对矩形截面管：
dH
4ab 2(a b)
2ab ab
Re的物理意义：
Re
vd
惯性力 粘滞力
热工与流体力学基础习题集(答案)
热工与流体力学基础习题集主编：惠节王玉洁叶亚兰王宜翠王红涛主审：王永祥安翔二0一四年四月前言《热工与流体力学基础习题集》依据热能、空调、内燃机等专业的人才培养方案、校企合作企业的需求以及一线教师根据的相关考试科目与知识要求等整编写而成。
《热工与流体力学基础习题集》由惠节、王玉洁、叶亚兰、王宜翠、王红涛等老师主持编写（排名不分先后），全书由王永祥副教授和安翔副教授担任主审。
本书是《热工基础与流体力学》教材配套用书。
本书侧重于基本知识理论，在学习过程中使用能加强对基础知识理解和熟练掌握，有效地提高学习效果。
需要强调的是：学好热工基础课程要重视对概念的理解，注意知识要点及其各知识点之间的联系，并在此基础上归纳、总结，反对“背出来就能考出来”观点。
因水平有限，时间仓促，书中若有错误和不妥之处，欢迎读者指正。
编者20XX年4月第一篇工程热力学1.. 把热量转化为功的媒介物称为______。
A．功源B．热源C．质源D．工质2.. 把热能转化为机械能，______通过工质的膨胀来实现。
A．可以B．只有C．无法D．均不对3.. 在热力设备中进行的热能与机械能相互转换需通过物质来完成，这种物质简称为______。
A．工质B．燃气C．蒸汽D．理想气体4.. 把热能转化为机械能，通过______的膨胀来实现。
A．高温气体B．工质C．液体D．A、B、C均不对5.. 工质是把热量转化为功的______。
A．功源B．热源C．质源D．媒介物6.. 作为工质应具有良好的______和______。
A．流动性/多变性B．膨胀性/多变性C．膨胀性/分离性D．膨胀性/流动性7.. 工质必须具有良好的膨胀性和流动性，常用工质有______。
A．燃气B．润滑油C．水D．天然气8.. 气态物质具有显著的______性质，所以最适合充当工质。
A．压缩B．膨胀C．流动D．A+B+C9.. 蒸汽动力装置的工质必须具有良好的______性。
A．膨胀B．耐高温C．纯净D．导热10.. 热力学研究的工质一般都是______物质。
热工与流体力学基础全套课件
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第一章
热力学基本概念
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学习导引
本章介绍了许多重要的概念，对于后续内 容的学习非常重要。在学习过程中，应注意把 相关的概念串接起来，既对单个概念的物理意 义有较深刻的理解，又能从整体上将这些概念 有机的联系起来。
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1980 1991 2014.9.13
1997
中国 世界先进
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（3）环境污染严重
据世界银行统计资料，我国城市空气污染对 人体健康和生产造成的损失估计每年1600亿元人 民币；酸雨使农作物减产每年损失达400亿元人民 币。
全世界2001年由化石燃料所排放的CO2达到 236.83亿吨，其中我国的排放量达到30亿吨，占 世界总排放量的13％，仅次于美国，居世界第 二位。
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二、本课程的性质 、研究对象及主要内容
• 主要的专业基础课
工程热力学
• 三部分组成 流体力学
传热学
• 以热机工作过程为例:
化学能
热能
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机械能
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热机工作过程示意图
过热蒸汽
发电机
锅 汽轮机 炉
乏汽 循环水
冷凝器
• 热机
——能将热能转换为 机械能的机器。
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我国能源利用现状及存在的主要问题：
（1）人均能源占有率低，远低于世界平均水平
煤炭：90.45 吨/人（世界人均 162.48吨/人）； 石油：2.59 吨/人（世界人均 23.25 吨/人）； 天然气：1079.90 m3/人（世界人均 24661 .32 m3/人）
热工与流体力学基础第二版知识点
热工与流体力学基础第二版知识点《热工与流体力学基础》第二版是一本涵盖热工学和流体力学基础知识的教材。
下面是该教材的主要知识点总结。
第一章：热力学基础1.热力学基本概念：系统、过程、状态、平衡等。
2.热力学第一定律：能量守恒原理，包括内能、功和热量的转化。
3.理想气体的状态方程和理想气体的内能、焓、比热容等基本性质。
4.热力学第二定律：热量无法自流体温度较低的物体传递到温度较高的物体，熵增原理。
5.热力学过程：等温过程、绝热过程、等焓过程、等熵过程等。
第二章：热力学第二定律1.热力学第二定律的表述：克劳修斯表述、开尔文表述、普朗克表述等。
2.热力学可逆性：可逆过程和不可逆过程的区别。
3.温度原理：第二定律的另一个表述。
4.卡诺循环：理想热机的最高效率，热量机和制冷机的理论效率等。
5.热力学状态函数：焓、熵等。
第三章：气体物性1.理想气体状态方程：理想气体的状态方程、气体的通用状态方程等。
2.实际气体的物性：气体的压缩因子、物态方程等。
3.混合气体：混合气体的压力、物态方程等。
4.湿空气的物性：湿空气的物态方程，空气的相对湿度等。
第四章：热力学循环1.热力学循环的基本概念：容器、工质、制冷剂等。
2.理想循环：卡诺循环、斯特林循环、布雷顿循环等。
3. 实际循环：由理想循环引出的实际循环，如Otto循环、Diesel 循环等。
4.循环效率：循环效率的计算和提高方法等。
第五章：流体力学基础1.流体力学的基本概念：流体、运动、静压力、动压力等。
2.流体的物理性质：密度、体积模量、表面张力等。
3. 流体静力学：流体的静力学平衡方程、静压力、Pascal定律等。
4.流体流动的描述：速度场、流线、流管、速度势等。
第六章：定常流动1.流体的连续性方程：质量守恒定律。
2.流体的动量方程：动量守恒定律，流体的动力学压强等。
3. 流体的能量方程：能量守恒定律，Bernoulli方程等。
4.流动的稳定性：雷诺数、层流和湍流等。
热工基础及流体力学(第二版)
第一节蒸汽动力循环 第二节制冷循环 思考题 习题
第七章流体及其物理 性质
第八章流体静力学
第九章流体动力学基 础
第十章黏性流体的管 内流动
第一节流体的定义和连续介质模型 第二节流体的主要物理性质 第三节作用在流体上的力 思考题 习题
第一节流体的平衡方程式 第二节重力作用下的流体平衡 第三节液柱式测压计 第四节平面上和曲面上的流体压力 思考题 习题
第一节热力学第一定律 第二节热力学第二定律 思考题 习题
第一节理想气体 第二节水蒸气 第三节混合气体 思考题 习题
第一节分析热力过程的目标和一般方法 第二节理想气体典型热力过程 思考题 习题
第一节稳定流动基本方程 第二节喷管和扩压管中的流动特性 第三节喷管的计算 第四节绝热节流 思考题 习题
第一节描述流体运动的几个基本概念 第二节连续性方程 第三节理想流体的伯努利方程 第四节定常流动的动量方程 思考题 习题
第一节黏性流体的伯努利方程 第二节管内流动的能量损失 第三节黏性流体的两种流动状态 第四节圆管层流和紊流的流动规律 第五节管内流动的阻力系数 第六节管道水力计算 第七节水击现象 思考题 习题
热工基础及流体力学（第二版）
读书笔记模板
01 思维导图
03 目录分析 05 精彩摘录
目录
02 内容摘要 04 读书笔记 06 作者介绍
思维导图
本书关键字分析思维导图
热工
传热
流体力学
计算
实验
典型
附表
热工
流体
工程 习题
方程
版
流体
基本概念
典型
导热
性质
物理
内容摘要
本书共分三篇，由工程热力学、流体力学和传热学三部分内容组成。工程热力学部分主要讲述：热力学基本 概念和基本定律，常用工质的热物理性质及基本热力过程，气体和蒸汽的流动，典型蒸汽动力循环和制冷循环分 析计算；流体力学部分主要讲述：流体的基本物理性质，流体静力学，流体动力学基础，黏性流体的有压流动特 点及能量损失计算；传热学部分主要讲述：导热、对流传热、辐射传热的基本规律和计算方法，传热过程的分析 计算方法及优化控制措施，换热器的类型和传热计算方法。各章附有切合实际的典型例题、思考题和习题，附录 附有热工流体典型实验、习题解答、模拟试题及参考答案。本书综合了热工及流体基础理论知识，可作为热工控 制及自动化、供热工程、环境工程、热能工程、制冷及低温工程、热工测量仪表及相关专业的教材或教学参考书， 也可作为能源动力类专业培训教材，或作为相关工程技术人员参考用书。
热工与流体力学基础第二版知识点
热工与流体力学基础第二版知识点热工与流体力学是工程中的重要学科，涉及热力学、传热学和流体力学等内容。
下面将介绍《热工与流体力学基础第二版》中一些重要的知识点。
第一章：热力学基础本章介绍了热力学的基本概念和基本定律。
热力学是研究热和功之间相互转化关系的学科。
其中包括热力学系统、状态方程、热力学过程等内容。
第二章：气体的热力学性质本章主要介绍了理想气体和真实气体的性质。
理想气体的状态方程为PV=RT，其中P为气体压强，V为气体体积，R为气体常数，T为气体温度。
真实气体的性质受到压力、温度和物质的影响。
第三章：热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律，它表明能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量保持不变。
热力学第一定律还可以用来分析各种热力学过程中的能量转化和能量平衡。
第四章：理想气体的热力学过程本章介绍了理想气体在不同热力学过程中的性质和特点。
其中包括等温过程、等容过程、等压过程和绝热过程。
这些过程在工程中具有重要的应用价值。
第五章：气体混合与湿空气本章介绍了气体混合和湿空气的热力学性质。
气体混合是指两种或多种气体按一定的比例混合在一起的过程。
湿空气是指空气中含有一定的水蒸气。
湿空气的热力学性质对于气候和环境工程有着重要的影响。
第六章：热力学第二定律热力学第二定律是热力学的基本定律之一，它规定了一个孤立系统的熵永远不会减少。
熵是一个表示系统无序程度的物理量，它可以用来描述热力学过程的方向性。
第七章：传热学基础传热学是研究热量从一个物体传递到另一个物体的学科。
本章介绍了传热的基本概念和热传导、对流传热、辐射传热的基本原理。
第八章：传热过程与换热器本章介绍了传热过程和换热器的基本原理和应用。
传热过程包括散热、传热和吸热。
换热器是一种用于实现热能转移的设备，广泛应用于工业生产和能源利用。
第九章：流体力学基础流体力学是研究流体运动规律的学科。
本章介绍了流体的基本性质和运动方程。
流体的性质包括密度、压力、粘度和表面张力等。
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基本制冷循环过程
火力发电厂
汽车
这类设备的情况恰恰和制冷相反
热机（热力发动机）：
实现热能转换为机械能的设备。
如:电厂中的汽轮机、燃气轮机和内燃机等。
流体力学
是研究流体静止和运动时的规律，并运用这 些规律解决实际工程问题的一门学科。
流体静止时
流体运动时
中央空调风管图
传热学
研究热量传递规律的科学 研究提高传热或削弱传热的方法和途径
工程热力学是研究热能与机械能之间 相互转换规律的一门学科。
冰箱
分体空调
家用中央空调
空调的室内部分
空调的室外部分
?
从能源转移和转化的角度分析， 上述产品的共性是什么。
怎样才能制冷制热呢?制冷循环系统的基本原理
利用制冷剂由液体状态 汽化为蒸气状态过程中吸 收热量，被冷却介质因失 去热量而降低温度，达到 制冷的目的。
自然界与生产过程到处存在温差 传热很普遍
日常生活中的例子
夏天人在同样温度（如：25度）的空气和水中 的感觉不一样。为什么？
北方寒冷地区，建筑房屋都是双层玻璃，以 利于保温。如何解释其道理？
热工与流体 力学基础
一. 课程性质与任务
本课程的教学任务是使学生掌握工程热
力学、流体力学和传热学的基础知识、 基础理论和计算，以便进入专业理论和 专业技能的学习，也有利于学生的可持 续性发展。
二. 课程教学目标
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
掌握热力学基本定律； 掌握几种常用工质的性质； 掌握基本的制冷循环原理； 熟悉流体的性质； 掌握流体平衡、运动的规律； 掌握能量损失和管路计算； 掌握三种热传递规律和简单计算；
三、本课程的特点
传统的热力学、流体力学和传热学的 内容优化组合为一门课，教学过程中注 意减少不必要的推导，侧重理论、公式 概念的理解和应用。
前 言
1、工程热力学
2、流体力学
3、传热学
Hale Waihona Puke 工程热力学能源的利用伴随着社会的发展，能源(特别是热能) 的利用在生活中随处可见,那么热能利用中要遵循什么 科学原理？工程热力学将会告诉我们。