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热 工 学

热 工 学. 上海理工大学 热工程研究所. 绪 论. 研究对象 研究内容 研究方法. 人类社会三大重要资源： 物质、 能量 、信息. 元宝山火电厂. 德国 1.35MW 核电站. 核能. 风力发电. 水力发电. 地热能. [ 西藏羊八井地热发电站 ]. 潮汐能. 太阳能热 水 器. 太阳能电池汽车. 风 能. 水 能. 化 学 能. 核 能. 地 热 能. 太 阳 能. 一次能源 ( 天然存在 ). 燃料电池. 光电转换. 转换. 光热. 燃烧. 聚变. 裂变. 水轮机. 水车. 风车.

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  1. 热 工 学 上海理工大学 热工程研究所

  2. 绪 论 • 研究对象 • 研究内容 • 研究方法

  3. 人类社会三大重要资源： 物质、能量、信息

  4. 元宝山火电厂

  5. 德国1.35MW核电站

  6. 核能

  7. 风力发电

  8. 水力发电

  9. 地热能

  10. [西藏羊八井地热发电站]

  11. 潮汐能

  12. 太阳能热 水 器

  13. 太阳能电池汽车

  14. 风 能 水 能 化 学 能 核 能 地 热 能 太 阳 能 一次能源 (天然存在) 燃料电池 光电转换 转换 光热 燃烧 聚变 裂变 水轮机 水车 风车 热 能 机 械 能 直接利用 热机 发电机 电动机 能源转换利用的关系 90% 二次能源 电 能

  15. 一、研究对象 • 热能的转换和利用

  16. 举例1：热力发电厂

  17. 蒸汽动力循环

  18. T1 Q1 W Q2 T2 经济性能指标：热效率

  19. 举例2：空调（制冷）

  20. 制冷、空调

  21. T0 Q1 W Q2 T2 经济性能指标：制冷系数

  22. T1 Q1 W Q2 T2

  23. T0 Q1 W Q2 T2

  24. 两个例子的共同点 • 热能 机械能 • 转换需要媒介物（水、氟里昂）—工质 • 工质的状态在不断的变化 • 热力设备

  25. 问题： • 热能间接利用所涉及的热能和机械能之间的转换有什么共同的规律？ • 为了节能，如何提高热机效率η？如何提高制冷系数ε？

  26. 二、研究内容1 • 热能和机械能之间的转换必须遵循的两大定律： 热力学第一定律：能量守恒 热力学第二定律：能量传递和转换的方向性 • 工质热力性质 • 热力过程和热力循环

  27. 制冷、空调 氟里昂——空气 氟里昂——空气 传热过程

  28. 传热过程 氟里昂——水

  29. 传热过程 炉膛：火焰—空气 过热器：火焰—空气 省煤器：烟气—给水 空气预热器：烟气—空气

  30. 蒸汽动力循环冷却水系统

  31. 问题： • 热量如何传递的？ • 热量传递遵循怎样的规律？ • 如何通过传热机理的研究，提高热能直接利用的经济性?

  32. 二、研究内容2 • 热量传递的三种基本方式： 导热、对流、辐射 • 三种传热方式各自遵循的不同的基本定律 • 增强或削弱传热的措施

  33. 载人飞船 (Manned Spacecraft) va B A 对接（Docking) 交会（Rendezvous)

  34. 二、研究内容3 热工设备与装置：

  35. 汽车发动机与传动（内燃机）

  36. 活塞式汽车发动机构造

  37. 航空发动机（叶轮式燃气循环）

  38. 燃气发电装置

  39. 热工设备与装置： 压气机、内燃机、燃气轮机、蒸汽机、制冷装置、换热器和锅炉

  40. 热工基础 • 研究热能利用的基本原理和规律，以提高热能经济性为主要目的的一门学科。

  41. 三、研究方法 • 宏观方法：把物质视为连续体，用宏观物理量去描述物质的性质、行为； • 以热力学基本定律为依据，推理、演绎出普遍适用的结论、公式，解决热力过程中的能量转换问题； • 传热研究的基础是实验总结出的基本定律，研究方法有解析法、数值法和实验法。

  42. 四、如何教、学《热工基础》 老师在教学过程中 要引导思维； 不要代替思维； 更不要窒息思维

  43. 同学在学习过程中 要积极思维； 不要被动思维； 更不要拒绝思维。

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