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工程热力学第三版电子教案教学大纲.pdf

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名师精编优秀教案

教学大纲

一、课程名称:工程热力学EngineeringThermodynamics

课程负责人:张新铭

二、学时与学分:68学时,4学分

三、适用专业:热能与动力工程等

四、课程教材

曾丹苓敖越张新铭刘朝编.工程热力学(第三版).高等教育出版社,20XX年12月

五、参考教材

沈维道蒋智敏童钧耕编.工程热力学(第三版).高等教育出版社,20XX年6月

何雅玲编.工程热力学精要分析及典型题精解.西安交通大学出版社,2000年4月

六、开课单位:动力工程学院

七、课程的性质、目的和任务

工程热力学是能源、机械、航空航天、材料等领域热能与动力工程类专业重要的专业基

础课,也是培养工科学生科学素质的公共基础课。

本课程为学生学习热能与动力工程类专业后续课程提供重要的理论基础,也为从事热管

理和热设计等方面的专业技术工作和科学研究工作提供必要的基础知识。

本课程的主要任务是,使学生掌握热力学的基本规律,并能正确运用这些规律进行各种

热现象、热力过程和热力循环的分析,为培养学生的创新能力打好坚实的热力学基础。

八、课程的基本要求

掌握热-功转换的基本规律;

掌握利用工质性质公式和图表进行热力过程及循环的分析和计算方法;

掌握提高热力设备和系统能量利用经济性的基本原则和途径。

注意培养学生的逻辑思维能力,发现、分析和解决问题的能力,创新思维和创造能力,

特别是运用热力学基本定律和理论进行演绎、推论,解决实际工程问题的能力。

九、课程的主要内容

(一)绪论

热能利用史。热能与机械能的转换。工程热力学的研究对象、主要内容及其发展史。热

能动力装置举例。

(二)基本概念

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热力系统。工质。状态及平衡状态。状态参数及其特性。可测的基本参数。热平衡及热

力学第零定律。温度和温标。状态参数坐标图。热力过程和循环。准平衡过程。

(三)热力学第一定律

热力学第一定律的实质。通过热力系统边界的能量交换。功和热。热力学第一定律表达

式。热力学能。热力学第一定律的应用。稳定流动能量方程。焓。技术功。

(四)热力学第二定律

过程的方向性。可逆过程与不可逆过程。热力学第二定律及其表述。卡诺循环和卡诺定

理。热力学温标。克劳修斯不等式。熵。熵产与熵流。孤立系熵增原理。热力系统的有效能。

自由能。自由焓。

(五)热力学一般关系

基本热力学关系。麦克斯韦关系式。热力学能、焓、熵的微分式。热系数间的一般关系

式。

(六)气体性质

理想气体特性。理想气体的热力学能、焓、熵及其计算。实际气体性质。实际气体的状

态方程。范德瓦尔斯方程及其分析。对比态状态方程。压缩因子。状态方程的获取。

(七)蒸气性质

相转变及相平衡。单元工质的p-T、p-v和T-s相图。饱和状态。临界点。三相点。平

衡判据。化学势。吉布斯相律。克劳修斯-克拉贝龙方程。蒸气发生过程。干度。蒸气图表

及应用。

(八)理想气体混合物与湿空气

理想气体混合物的成分表示、摩尔质量和气体常数。分压力和分容积定律。混合物的热

力学能、焓、熵和比热容的计算。湿空气的概念。湿空气的绝对湿度、相对湿度、含湿量、

干球温度和湿球温度。露点。湿空气的焓。湿空气过程。湿空气焓-湿图及应用。

(九)气体热力过程

分析热力过程的目的与方法。理想气体定容、定压、定温、绝热过程计算。多变过程。

热力学第二定律分析举例。

(十)气体与蒸汽的流动

稳定流动基本方程组。声速与马赫数。喷管和扩压管。等熵流动特性。临界压力比。滞

止参数。喷管计算。速度系数和喷管效率。绝热节流。焦耳-汤姆逊系数。

(十一)气体的压缩

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压气机的型式及工作原理。压缩过程的热力学分析。定温压缩。绝热压缩。多变压缩。

活塞式压缩机余隙容积的影响。提高压气机效率的途径。多级压缩和中间冷却。引射器。

(十二)蒸汽动力循环

蒸汽动力装置。蒸汽卡诺循环。郎肯循环。蒸汽参数对循环的影响。再热循环。回热循

环。循环的计算。提高蒸汽动力循环热效率的途径。热电循环。蒸汽动力循环的

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