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绪章热力学及其发展史
一、基本知识点
基本要求
理解和掌握工程热力学的研究对象、主要研究内容和研究方法
• 理解热能利用的两种主要方式及其特点
• 了解常用的热能动力转换装置的工作过程 -
●0.1课程介绍
课程介绍
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●0.2热力学及其发展史
一、基本知识点
基本要求
理解和掌握工程热力学的研究对象、主要研究内容和研究方法
• 理解热能利用的两种主要方式及其特点
• 了解常用的热能动力转换装置的工作过程
1．什么是工程热力学
从工程技术观点出发，研究物质的热力学性质，热能转换为机械能的规律和方法，以及有效、合理地利用热能的途径。
电能一一机械能
锅炉一一 烟气 一一 水 一一水蒸气一一(直接利用) 供热
锅炉一一 烟气 一一 水 一一水蒸气一一汽轮机一一 (间接利用)发电
冰箱一一-(耗能) 制冷
2．能源的地位与作用及我国能源面临的主要问题
3. 热能及其利用
（1）.热能：能量的一种形式
（2）.来源：一次能源：以自然形式存在，可利用的能源。
如风能,水力能,太阳能、地热能、化学能和核能等。
二次能源：由一次能源转换而来的能源，如机械能、机械能等。
（3）.利用形式：
直接利用：将热能利用来直接加热物体。如烘干、采暖、熔炼(能源消耗比例大)
间接利用：各种热能动力装置，将热能转换成机械能或者再转换成电能，
4．.热能动力转换装置的工作过程
5．热能利用的方向性及能量的两种属性
过程的方向性：如：由高温传向低温
能量属性：数量属性、,质量属性 (即做功能力)
注意：
数量守衡、质量不守衡
提高热能利用率：能源消耗量与国民生产总值成正比。
6．本课程的研究对象及主要内容
研究对象：与热现象有关的能量利用与转换规律的科学。
研究内容：
（1）．研究能量转换的客观规律，即热力学第一与第二定律。
（2）．研究工质的基本热力性质。
（3）．研究各种热工设备中的工作过程。
（4）．研究与热工设备工作过程直接有关的一些化学和物理化学问题。
7．.热力学的研究方法与主要特点
（1）宏观方法：唯现象、总结规律，称经典热力学。
优点：简单、明确、可靠、普遍。
缺点：不能解决热现象的本质。
（2）微观方法：从物质的微观结构与微观运动出发，统计的方法总结规律,称统计热力学。
优点：可解决热现象的本质。缺点：复杂，不直观。
主要特点：三多一广，内容多、概念多、公式多。
联系工程实际面广。条理清楚，推理严格。
二、重点、难点
重点：热能利用的方向性及能量的两种属性
难点：使学生认识到学习本课程的重要性，激发学生的学习兴趣和学习积极性，教会学生掌握专业基础课的学习方法。
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第一章基本概念
本章基本要求:
深刻理解热力系统、外界、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环的概念，掌握温度、压力、比容的物理意义，掌握状态参数的特点。
本章重点：
取热力系统，对工质状态的描述，状态与状态参数的关系，状态参数，平衡状态，状态方程，可逆过程。 -
●1.1热力过程基本概念
一、热力系统
系统：用界面从周围的环境中分割出来的研究对象，或空间内物体的总和。
外界：与系统相互作用的环境。
界面：假想的、实际的、固定的、运动的、变形的。
依据：系统与外界的关系，系统与外界的作用：
热交换、功交换、质交换。
二、闭口系统和开口系统(按系统与外界有无物质交换)
闭口系统：系统内外无物质交换,称控制质量。
开口系统：系统内外有物质交换,称控制体积。
三、绝热系统与孤立系统
绝热系统：系统内外无热量交换 (系统传递的热量可忽略不计时，可认为绝热)
孤立系统：系统与外界既无能量传递也无物质交换
=系统+相关外界=各相互作用的子系统之和= 一切热力系统连同相互作用的外界
四、根据系统内部状况划分
可压缩系统：由可压缩流体组成的系统。
简单可压缩系统：与外界只有热量及准静态容积变化
均匀系统：内部各部分化学成分和物理'性质都均匀一致的系统，是由单相组成的。
非均匀系统：由两个或两个以上的相所组成的系统。
单元系统：一种均匀的和化学成分不变的物质组成的系统。
多元系统：由两种或两种以上物质组成的系统。
单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。
复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。
注意:
系统的选取方法仅影响解决问题的繁复程度，与研究问题的结果无关。
思考题：
孤立系统一定是闭口系统吗。反之怎样。
孤立系统一定不是开口的吗。
孤立系统是否一定绝热。 -
●1.2热力状态及状态参数
1．2 工质的热力状态与状态参数
一、状态与状态参数
状态：热力系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况。
状态参数：描述工质状态特性的各种状态的宏观物理量。
如：温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。
状态参数的数学特性:
1．
表明：状态的路径积分仅与初、终状态有关，而与状态变化的途径无关。
2． =0
表明：状态参数的循环积分为零
基本状态参数：可直接或间接地用仪表测量出来的状态参数。
如：温度、压力、比容或密度
1． 温度：宏观上，是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量。
微观上,是大量分子热运动强烈程度的量度
式中 —分子平移运动的动能，其中m是一个分子的质量， 是分子平移运动的均方根速度；B—比例常数；
T—气体的热力学温度。
热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。
摄氏度与热力学温度的换算：
2．压力：
垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。
式中：F—整个容器壁受到的力，单位为牛顿（N）；
f—容器壁的总面积（m2）。
微观上：分子热运动产生的垂直作用于容器壁上单位面积的力。
式中：P—单位面积上的绝对压力；n—分子浓度，即单位容积内含有气体的分子数 ，其中N为容积V包含的气体分子总数。
压力测量依据：力平衡原理 压力单位：MPa
相对压力：相对于大气环境所测得的压力。工程上常用测压仪表测定的压力。
以大气压力为计算起点，也称表压力。
（P>B）
（P式中 B—当地大气压力
Pg—高于当地大气压力时的相对压力，称表压力；
H —低于当地大气压力时的相对压力，称为真空值。
注意：只有绝对压力才能代表工质的状态参数
3．比容:
比容：单位质量工质所具有的容积。 密度：单位容积的工质所具有的质量。
m3/kg
关系：
式中： —工质的密度 kg/m3 ， —工质的比容 m3/kg -
●1.3平衡状态及状态公理
一、平衡状态
系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。
平衡状态的充要条件：
热平衡(温度平衡) 力平衡(压力平衡)
化学势平衡（包括相平衡和化学平衡）
注意：平衡必稳定，反之稳定未必平衡。
平衡与均匀也是不同的概念，均匀是相对于空间，平衡是相对于时间。平衡不一定均匀。
状态公理：确定纯物质系统平衡状态的独立参数=n+1
式中n表示传递可逆功的形式，而加1表示能量传递中的热量传递。
例如：对除热量传递外只有膨胀功(容积功)传递的简单可压缩系统，
n=1，于是确定系统平衡状态的独立参数为1十1=2
所有状态参数都可表示为任意两个独立参数的函数。
状态方程: 反映工质处于平衡状态时基本状态参数的制约关系。
纯物质简单可压缩系统的状态方程：F(P,V,T)=0 -
●1.4准静态过程和可逆过程
热力过程：系统状态的连续变化称系统经历了一个热力过程。
一、准静过程：如果造成系统状态改变的不平衡势差无限小，以致该系统在任意时刻均无限接近于某个平衡态，这样的过程称为准静态过程。
注意:准静态过程是一种理想化的过程，实际过程只能接近准静态过程。
二、可逆过程：系统经历一个过程后，如令过程逆行而使系统与外界同时恢复到初始状态，而不留下任何痕迹，则此过程称为可逆过程。
实现可逆过程的条件：
1． 过程无势差 (传热无温差，作功无力差)
2． 过程无耗散效应。
三、可逆过程的膨胀功 (容积功)
系统容积发生变化而通过界面向外传递的机械功。
J/kg
规定: 系统对外做功为正，外界对系统作功为负。
问题： 比较不可逆过程的膨胀功与可逆过程膨胀功
四、可逆过程的热量:
系统与外界之间依靠温差传递的能量称为热量。
可逆过程传热量： q J/kg
规定:系统吸热为正，放热为负。 -
●1.5热力循环
定义：工质从某一初态开始，经历一系列状态变化，最后由回复到初态的过程。,
一、正循环
正循环中的热转换功的经济性指标用循环热效率：
式中 q1—工质从热源吸热；q2—工质向冷源放热； w0—循环所作的净功。
二、逆循环
以获取制冷量为目的。
致冷系数：
式中：q1—工质向热源放出热量；q2—工质从冷源吸取热量；w0—循环所作的净功。
供热系数：
式中：q1—工质向热源放出热量，q2—工质从冷源吸取热量，w0—循环所作的净功
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第二章气体的热力性质
本章基本要求：
熟练掌握理想气体状态方程的各种表述形式，并能熟练应用理想气体状态方程及理想气体定值比热进行各种热力计算。并掌握理想气体平均比热的概念和计算方法。
理解混合气体性质，掌握混合气体分压力、分容积的概念。
本章重点：气体的热力性质，状态参数间的关系及热物性参数，状态参数(压力、温度、比容、内能、焓、熵)的计算。 -
●2.1理想气体与实际气体
一、理想气体与实际气体
定义：气体分子是一些弹性的，忽略分子相互作用力，不占有体积的质点,
注意：当实际气体p→0 v→ 的极限状态时，气体为理想气体。
二、理想气体状态方程的导出
状态方程的几种形式
1． 适用于1千克理想气体。
式中：p—绝对压力 Pa
—比容 m3/kg， T—热力学温度 K
2． 适用于m千克理想气体。
式中 V—质量为mkg气体所占的容积
3． 适用于1千摩尔理想气体。
式中 VM=Mv—气体的摩尔容积，m3/kmol；
R0=MR—通用气体常数， J/kmol•K
4． 适用于n千摩尔理想气体。
式中 V—nKmol气体所占有的容积，m3；
n—气体的摩尔数， ，kmol
5．
6． 仅适用于闭口系统
状态方程的应用：
1．求平衡态下的参数
2．两平衡状态间参数的计算
3．标准状态与任意状态或密度间的换算
4．气体体积膨胀系数 -
●2.2理想气体的比热容
一、比热的定义与单位
定义：单位物量的物体，温度升高或降低1K（1℃）所吸收或放出的热量，称为该物体的比热。
单位：式中 c—质量比热，kJ/Kg•k
—容积比热，kJ/m3•k
Mc—摩尔比热，kJ/Kmol•k
换算关系：
注意：比热不仅取决于气体的性质，还于气体的热力过程及所处的状态有关。
二、定容比热和定压比热
定容比热：
表示：明单位物量的气体在定容情况下升高或降低1K所吸收或放出的热量．
定压比热：
表示：单位物量的气体在定压情况下升高或降低1K所吸收或放出的热量。
梅耶公式：
比热比：
三、定值比热、真实比热与平均比热
1. 定值比热：凡分子中原子数目相同因而其运动自由度也相同的气体，它们的摩尔比热值都相等，称为定值比热。
2. 真实比热：相应于每一温度下的比热值称为气体的真实比热。
常将比热与温度的函数关系表示为温度的三次多项式
3．平均比热
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第三章热力学第一定律
本章基本要求
深刻理解热量、储存能、功的概念，深刻理解内能、焓的物理意义
理解膨胀（压缩）功、轴功、技术功、流动功的联系与区别
本章重点
熟练应用热力学第一定律解决具体问题 -
●3.1热力学能和总能
系统的储存能的构成：内部储存能+外部储存能
一．内能
热力系处于宏观静止状态时系统内所有微观粒子所具有的能量之和，单位质量工质所具有的内能，称为比内能，简称内能。U=mu
内能=分子动能+分子位能
分子动能包括：
1．分子的移动动能 2。分子的转动动能.
3．分子内部原子振动动能和位能
分子位能：克服分子间的作用力所形成 -
●3.2系统与外界传递的能量
与外界热源,功源,质源之间进行的能量传递
一、热量
在温差作用下,系统与外界通过界面传递的能量。
规定:
系统吸热热量为正，系统放热热量为负。
单位：kJ kcal l kcal=4.1868kJ
特点: 热量是传递过程中能量的一种形式，热量与热力过程有关,或与过程的路径有关.
二、功
除温差以外的其它不平衡势差所引起的系统与外界传递的能量.
1．膨胀功W：在力差作用下，通过系统容积变化与外界传递的能量。
单位：l J=l Nm
规定: 系统对外作功为正，外界对系统作功为负。
膨胀功是热变功的源泉
2 轴功W :
通过轴系统与外界传递的机械功
注意: 刚性闭口系统轴功不可能为正，轴功来源于能量转换
三、随物质传递的能量
1．流动工质本身具有的能量
2． 流动功(或推动功)：维持流体正常流动所必须传递量，是为推动流体通过控制体界面而传递的机械功. -
●3.3闭口系统能量方程
一、能量方程表达式
适用于mkg质量工质
1kg质量工质
注意: 该方程适用于闭口系统、任何工质、任何过程。
由于反映的是热量、内能、膨胀功三者关系，因而该方程也适用于开口系统、任何工质、任何过程.
特别的: 对可逆过程
思考为什么
二、.循环过程第一定律表达式
结论: 第一类永动机不可能制造出来 -
●3.4开口系统能量方程
由质量守恒原理：
进入控制体的质量一离开控制体的质量=控制体中质量的增量
能量守恒原理：
进入控制体的能量一控制体输出的能量=控制体中储存能的增量
设控制体在 时间内:
进入控制体的能量=
离开控制体的能量=
控制体储存能的变化
代入后得到:
+
注意:本方程适用于任何工质，稳态稳流、不稳定流动的一切过程,也适用于闭口系统 -
●3.5稳态稳流能量方程的应用
一． 稳态稳流工况
工质以恒定的流量连续不断地进出系统，系统内部及界面上各点工质的状态参数和宏观运动参数都保持一定，不随时间变化，称稳态稳流工况。
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第四章理想气体的热力过程及气体压缩
本章基本要求
熟练掌握定容、定压、定温、绝热、多变过程中状态参数p、v、T、 u、 h、 s的计算，过程量Q、W的计算，以及上述过程在p-v 、T-s图上的表示。
分析对象: 闭口系统 过程性质:可逆过程
过程特点: 定容过程、定压过程、定温过程、,绝热(多变)过程
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。
基本任务: 确定过程中工质状态参数,能量转换关系
实例: 取开口系统的气体压缩 -
●4.1理想气体的绝热过程
一、多变过程方程及多变比热
过程方程:pv =const
n=0时，定压过程 n=1时，定温过程
n=k时, 定温过程 n=±∞时，定容过程
二、多变过程分析
过程中q、w、 u的判断
l．q的判断： 以绝热线为基准:
2．w的判断： 以等容线为基准
3． u的判断： 以等温线为基准 -
●4.2压气机的理论压缩轴功
压气机: 用来压缩气体的设备
一、单机活塞式压气机工作过程
吸气过程、压缩过程、排气过程。理想化为可逆过程、无阻力损失.
1．定温压缩轴功的计算
=
按稳态稳流能量方程，压气机所消耗的功，一部分用于增加气体的焓，一部分转化为热能向外放出.
对理想气体定温压缩,表示消耗的轴功全部转化成热能向外放出.
=
2．定熵压缩轴功的计算,
按稳态稳流能量方程，绝热压缩消耗的轴功全部用于增加气体的焓，使气体温度升高，该式也适用于不可逆过程
3．多变压缩轴功的计算
按稳态稳流能量方程，多变压缩消耗的轴功部分用于增加气体的焓，部分对外放热，该式同样适用于不可逆过程 -
●4.3多级压缩及中间冷却
即：压力比越大，其压缩终了温度越高，较高的压缩气体常采用中间冷却设备，称多级压气机.
最佳增压比：使多级压缩中间冷却压气机耗功最小时，各级的增压比称为最佳增压比。
压气机的效率：在相同的初态及增压比条件下，可逆压缩过程中压气机所消耗的功与实际不可逆压缩过程中压气机所消耗的功之比，称为压气机的效率。
特点:
1．减小功的消耗,由p-v图可知
2．降低气体的排气温度,减少气体比容
3．每一级压缩比降低,压气机容积效率增高
中间压力的确定: 原则：消耗功最小。
以两级压缩为例,得到：
结论:两级压力比相等，耗功最小。
推广为Z级压缩
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第五章热力学第二定律
本章基本要求
理解热力学第二定律的实质，卡诺循环，卡诺定理，孤立系统熵增原理，深刻理解熵的定义式及其物理意义。
熟练应用熵方程，计算任意过程熵的变化，以及作功能力损失的计算。 -
●5.1热力学第二定律的实质与表述
一、.热力学第二定律的实质
克劳修斯说法：热量不可能从低温物体传到高温物体而不引起其它变化
开尔文说法：不可能制造只从一个热源取热使之完全变为机械能，而不引起其它变化的循环发动机。
二、热力学第二定律各种说法的一致性
反证法:（了解） -
●5.2卡诺循环
意义：解决了热变功最大限度的转换效率的问题
一.卡诺循环:
1、正循环
组成：两个可逆定温过程、两个可逆绝热过程
过程a-b：工质从热源(T1)可逆定温吸热
b-c：工质可逆绝热(定'熵)膨胀
c-d：工质向冷源(T2)可逆定温放热
d-a：工质可逆绝热(定熵)压缩回复到初始状态。 -
●5.3逆卡诺循环
逆循环：
包括：绝热压缩、定温放热。
定温吸热、绝热膨胀。 -
●5.4状态参数熵及熵方程
一、熵的导出
1865年克劳修斯依据卡诺循环和卡诺定理分析可逆循环，假设用许多定熵线分割该循环，并相应地配合上定温线，构成一系列微元卡诺循环。 -
●5.5孤立系统熵增原理
重点、难点
l．深入理解热力学第二定律的实质，它的必要性。它揭示的是什么样的规律；它的作用。
2．深入理解熵参数。为什么要引入熵。是在什么基础上引出的。怎样引出的。它有什么特点。
3．系统熵变的构成，熵产的意义，熟练地掌握熵变的计算方法。
4．深入理解熵增原理,并掌握其应用。
5．深入理解能量的可用性，掌握作功能力损失的计算方法 -
●5.6作功能力损失
重点、难点
l．深入理解热力学第二定律的实质，它的必要性。它揭示的是什么样的规律；它的作用。
2．深入理解熵参数。为什么要引入熵。是在什么基础上引出的。怎样引出的。它有什么特点。
3．系统熵变的构成，熵产的意义，熟练地掌握熵变的计算方法。
4．深入理解熵增原理,并掌握其应用。
5．深入理解能量的可用性，掌握作功能力损失的计算方法
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第六章水蒸气
本章基本要求：
水蒸气的产生过程、水蒸气状态参数的确定、水蒸气图表的结构和应用、以及水蒸气在热力过程中功量和热量的计算。
本章重点：
工业上水蒸气的定压生成过程，学会使用水蒸气热力学性质的图表，并能熟练的运用于各种热力过程的计算。
注意：水蒸气是由液态水经汽化而来的一种气体，离液态较近，不是理想气体，是实际气体，只能通过查热力学性质图表进行各种热力过程的计算。 -
●6.1水和水蒸气性质
自然界中聚集态：固相、液相和气相。
下面以水为例：
融解过程：在一定压力下，固态冰--液态水（融点温度），
汽化过程：水—汽（沸点温度）
AB--融点与压力关系，为融解曲线。
A点固、液、汽三态共存的状态，为三相态，三相点。 -
●6.2水蒸气的定压发生过程
一、工业上水蒸气的形成
取定量0.01 的纯水，
1．定压预热过程
2．饱和水定压汽化过程
汽化潜热：1kg饱和液体加热成同温度下的干饱和蒸汽所需热量。
干度：湿蒸汽中含干蒸汽的质量占湿蒸汽的总质量的百分比
x=干蒸汽质量/湿蒸汽总质量
3．干饱和蒸汽定压过热过程
过热度：温度超过对应压力下的饱和温度。
二、水蒸汽的p-v T-s图
水蒸汽定压形成特点：
一点：临界点C
两线：饱和液体线、饱和蒸汽线
三区：未饱和液体区、湿饱和蒸汽区、过热蒸汽区
五种状态：未饱和水状态、饱和水状态、湿饱和蒸汽状态、干饱和蒸汽状态和过热蒸汽状态。 -
●6.3水蒸气表和焓熵图
在工程计算中,水和水蒸气的状态参数可根据水蒸气表和图查得。
一、水蒸气参数的计算
零点的规定
1963年 第六届国际水蒸气会议的决定，以水物质在三相平衡共存状态下的饱和水作为基准点。规定在三相态时饱和水的内能和熵为零。
液体热的计算：未饱和水加热到饱和水，所加的热量为液体热
采用公式计算了解。
二、水蒸汽表
有三种：
1、 按温度排列的饱和水与饱和水蒸气表
2、 按压力排列的饱和水与饱和水蒸气表
3、 按压力和温度排列的未饱和水与过热蒸汽表。附表1、附表2和附表3。
三、水蒸气的焓--熵(h-s)图
水蒸气表的数据是不连续的，在求间隔中的状态参数时，需用内插法。
根据水蒸气各参数间的关系及实验数据制成图线，称为水蒸气线图。
7.4 水蒸汽的基本热力过程
基本热力过程：定容、定压、定温、绝热 四种
分析蒸汽热力过程的一般步骤为：
1.用蒸汽图表由初态的两个已知参数求其它参数。
2.根据题示的过程性质，如压力不变、容积不变、温度不变和绝热，加上另一个终态参数即可在图上确定进行的方向和终态,并读得终态参数。
3.根据已求得的初、终态参数，应用热力学第一和第二定律等基本方程计算过程量。
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第七章湿空气
学习湿空气的相对湿度、绝对湿度、焓值、含湿量等概念；
学会使用焓湿图；
掌握湿空气的热湿处理过程。 -
●7.1湿空气的性质
一、湿空气成分及压力
湿空气=干空气+水蒸汽
二、饱和空气与未饱和空气
未饱和空气=干空气+过热水蒸汽 饱和空气=干空气+饱和水蒸汽
注意：由未饱和空气到饱和空气的途径：
1． 等压降温
2． 等温加压
露点温度：维持水蒸汽含量不变，冷却使未饱和湿空气的温度降至水蒸汽的饱和状态，所对应的温度。
四、绝对湿度和相对湿度
绝对湿度：每立方米湿空气终所含水蒸汽的质量。
相对湿度：湿空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度的比值，
相对湿度反映湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度。
思考：在某温度t下， 值小，表示空气如何，吸湿能力如何；
值大，示空气如何，吸湿能力如何。
相对湿度的范围：0< <1。
应用理想气体状态方程 ，相对湿度又可表示为
五、含温量(比湿度)
由于湿空气中只有干空气的质量，不会随湿空气的温度和湿度而改变。定义：
含湿量(或称比湿度)：在含有1kg干空气的湿空气中，所混有的水蒸气质量称为湿空气的)。
g/kg(a)
六、焓
定义：1kg干空气的焓和0.001dkg水蒸汽的焓的总和
代入： g/kg(a)
七、湿球温度
用湿纱布包裹温度计的水银头部，由于空气是未饱和空气，湿球纱布上的水分将蒸发，水分蒸发所需的热量来自两部分：
1． 降低湿布上水分本身的温度而放出热量。
2． 由于空气温度t高于湿纱布表面温度，通过对流换热空气将热量传给湿球。
当达到热湿平衡时,湿纱布上水分蒸发的热量全部来自空气的对流换热,纱布上水分温度不再降低，此时湿球温度计的读数就是湿球温度。 -
●7.2焓湿图
一、定焓线与定含湿量线
二、定干球温度线
三、定相对湿度线
四、水蒸汽分压力线
五、热湿比 -
●7.3湿空气的基本热力过程
一、 加热过程
二、 冷却过程
三、 绝热加湿过程
四、 定温加湿过程
五、湿空气的混合
六、湿空气的蒸发冷却过程
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第八章气体和蒸汽的流动
第8章 气体和蒸汽的流动
基本要求：
1．深入理解喷管和扩压管流动中的基本关系式和滞止参数的物理意义，熟练运用热力学理论分析亚音速、超音速和临界流动的特点。
2．对于工质无论是理想气体或蒸汽，都要熟练掌握渐缩、渐缩渐扩喷管的选型和出口参数、流量等的计算。理解扩压管的流动特点，会进行热力参数的计算。
3．能应用有摩擦流动计算公式，进行喷管的热力计算。
4．熟练掌握绝热节流的特性，参数的变化规律。 -
●8.1一维稳定绝热流动的基本方程
9．1 绝热流动的基本方程
一、 稳态稳流
工质以恒定的流量连续不断地进出系统，系统内部及界面上各点工质的状态参数和宏观运动参数都保持一定，不随时间变化。 -
●8.2定熵流动的基本特性
一、气体流速变化与状态参数间的关系
二、管道截面变化的规律 -
●8.3喷管的计算
一、 定熵滞止参数
二、喷管的出口流速
三、临界压力比及临界流速
四、流量与临界流量
五、喷管的计算 -
●8.4有摩擦的绝热流动
定义速度系数：
喷管效率： -
●8.5绝热节流
定义：气体在管道中流过突然缩小的截面，而又未及与外界进行热量交换的过程。
特点：绝热节流过程的焓相等，但绝不是等焓过程。
因为在缩孔附近，由于流速增加，焓是下降的，流体在通过缩孔时动能增加，压力下降并产生强烈扰动和摩擦。扰动和摩擦的不可逆性，使节流后的压力却不能回复到与节流前
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第九章动力循环
第10章 动力循环及制冷循环
本章基本要求
熟练掌握水蒸气朗肯循环、回热循环、再热循环以及热电循环的组成、热效率计算及提高热效率的方法和途径。
热机：将热能转换为机械能的设备叫做热力原动机。热机的工作循环称为动力循环。
动力循环可分：蒸汽动力循环和燃气动力循环两大类。 -
●9.1朗肯循环
朗肯循环是最简单的蒸汽动力理想循环，热力发电厂的各种较复杂的蒸汽动力循环都是在朗肯循环的基础上予以改进而得到的。
一、装置与流程
蒸汽动力装置：锅炉、汽轮机、凝汽器和给水泵等四部分主要设备。 -
●9.2回热循环
目的：提高等效卡诺循环的平均吸热温度
一、回热循环
抽气回热循环：用分级抽汽来加热给水的实际回热循环。
设有1kg过热蒸汽进入汽轮机膨胀作功。当压力降低至 时，由汽轮机内抽取α1kg蒸汽送入一号回热器，其余的(1-α1) kg蒸汽在汽轮机内继续膨胀，到压力降至 时再抽出α2kg蒸汽送入二号回热器，汽轮机内剩余的(1-α1-α2) kg蒸汽则继续膨胀，直到压力降至 时进入凝汽器。凝结水离开凝汽器后，依次通过二号、一号回热器，在回热器内先后与两次抽汽混合加热，每次加热终了水温可达到相应抽汽压力下的饱和温度。
注意：电厂都采用表面式回热器(即蒸汽不与凝结水相混合),其抽汽回热的作用相同。 -
●9.3再热循环
二、再热循环
再热的目的：克服汽轮机尾部蒸汽湿度太大造成的危害。
再热循环：将汽轮机高压段中膨胀到一定压力的蒸汽重新引到锅炉的中间加热器(称为再热器)加热升温， 然后再送入汽轮机使之继续膨胀作功。 -
●9.4内燃机循环
汽油机、柴油机工作原理及热效率
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●9.5燃气轮机循环
燃气轮机工作原理及热效率
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第十章制冷循环
本章要求：
熟练空气和蒸汽压缩制冷循环的组成、制冷系数的计算及提高制冷系数的方法和途径。
了解吸收制冷、蒸汽喷射制冷及热泵的原理。•
致冷：对物体进行冷却，使其温度低于周围环境的温度，并维持这个低温称致冷。为了保持或获得低温，必须从冷物体或致冷空间把热量带走，致冷装置便是以消耗能量(功量或热量)为代价来实现这一目标的设备。 -
●10.1空气压缩制冷循环
基本知识点：
11．1 空气压缩致冷循环
空气压缩式致冷：将常温下较高压力的空气进行绝热膨胀，会获得低温低压的空气。
原则：实现逆卡诺循环 -
●10.2蒸气压缩制冷循环
一、实际压缩式致冷循环
蒸气压缩致冷装置：压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器组成。
原理：由蒸发器出来的致冷剂的干饱和蒸气被吸入压缩机，绝热压缩后成为过热蒸气(过程1-2)，蒸气进入冷凝器，在定压下冷却(过程2-3)，进一步在定压定温下凝结成饱和液体(过程3-4)。饱和液体继而通过一个膨胀阀(又称节流阀或减压阀)经绝热节流降压降温而变成低干度的湿蒸气。
注意：工业上，用节流阀取代膨胀机。
二、致冷剂的压焓图(lgp-h图)
原理：以致冷剂焓作为横坐标，以压力对数为纵坐标，共绘出致冷剂的六种状态参数线簇：
定焓(h)、定压力(p)、定温度(T)、定比容(v)、定熵(s)及定干度(x)线. -
●10.3吸收式制冷
吸收式制冷的基本原理
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●10.4热泵
了解土壤源热泵和海水源热泵工作原理
