第00章绪论课件.ppt

主 编 张红霞 绪论 第一篇 工程流体力学 第二篇 工程热力学 第三篇 传热学 第二节 热工基础的研究内容 蒸汽动力发电装置 《热工基础》的主要内容 工程流体力学：研究流体宏观机械运动规律。 工程热力学：研究热能和机械能相互转换规律。 传热学：研究热量传递规律，主要研究热现象的理论基础。 《 工程流体力学》主要内容 流体力学的分类 按其研究的侧重点不同： 理论流体力学：侧重于理论分析，主要采用严密的数学推理方法，力求准确性和严密性。 工程流体力学：侧重于解决工程实际中出现的问题，采取理论分析与实验研究相结合的方法，具有工程实用性，应用广泛。 流体力学的发展简史 公元前250年，希腊数学家及力学家阿基米德在《论浮体》一文中提出流体力学的最初理论——浮体定律。 16世纪开始发展，18世纪成为一门独立的学科。18世纪中叶到19世纪末理论流体力学和工程流体力学共同发展，不断扩宽应用领域。19世纪末至今近代流体力学，理论与实验密切结合。20世纪中叶以后，形成许多分支和交叉学科。 被逼出来的一条定理 我国古代的流体力学应用实例 我国古代的流体力学应用实例 流体力学的应用领域 长江三峡大坝是世界第一大的水电工程，位于西陵峡中段的湖北省宜昌市境内的三斗坪，距下游葛洲坝水利枢纽工程38公里。于1994年12月14日正式动工修建，2006年5月20日全线建成。 南水北调是缓解中国北方水资源严重短缺局面的重大战略性工程，通过跨流域的水资源合理配置，大大缓解我国北方水资源严重短缺问题，分东线、中线、西线三条调水线。 电厂给水管路 《 工程热力学》主要内容 工程热力学的发展简史 十八世纪发明蒸汽机才开始热能的动力利用。1824年卡诺提出了卡诺定理和卡诺循环，为热力学第二定律奠定了基础。1842年迈耶提出了热能和机械能可以相互转换的能量守恒原理，1850年焦耳通过热功相当实验证实了热力学第一定律。 工程热力学的发展简史 1850～1851年间克劳修斯和开尔文先后独立地从热量传递和热功转换的角度提出了热力学第二定律。1906年能斯特通过低温下化学反应的大量实验事实归纳出了热力学第三定律，使经典热力学更加完善。1942年，凯南提出有效能的概念，使人们对能源利用和节能的认识又上了一个台阶。 《传热学》主要内容 传热学的发展简史 传热学是从热的一般学说基础上发展起来的。人们对热机的研究发现，减少各种热损失，改善热量传递过程，也是提高热机效率的重要方面，同时发现机械制造、建筑、制冷、冶炼等领域也都涉及到热量的传递，因此有关传热问题的研究蓬勃发展起来。进入21世纪，传热学在理论和研究方法上都获得了迅速发展，很快成为一门独立的学科。 供热管道和暖气片 降低辐射传热 建筑的保温－导热的应用 电子行业－ CPU散热器 传热学 流体力学 电子行业的应用－CPU水冷器 油气储运原油的加热?传热学管线的设计：如管径、流速、泵站的设置等? 工程流体力学 医学——血管内的血液流动和器官冷冻 血液的流动?流体力学 冻伤、器官的低温保存?传热学 热水 内壁 外壁 空气 对流 导热 对流 辐射 温室效应使房间在夏季更热 建筑业采暖、空调 * ?十二五?职业教育国家规划教材 全国高等职业教育示范专业规划教材 （热能动力类专业） 主要内容 热 能 电 能 机 械 能 风 能 水 能 化 学 能 核 能 地 热 能 太 阳 能 一次能源 (天然存在) 二次能源 光电转换 燃料电池 光热 聚变 裂变 燃烧 水车 水轮机 风车 热机 电动机 发电机 90% 转换 直接利用 动力利用 第一节 能量及其利用 1.直接利用 能量的转移：热能由一个物体转移到另一个物体 通过传热实现 ——《传热学》的研究重点 具有几千年历史的古老方式 2.动力利用（间接利用） 能量的转化：热能转化为机械能 通过作功实现 ——《工程热力学》的研究重点 自18世纪中叶蒸汽机发明以来已有200多年的历史 热能利用的两种基本方式 某发电厂外景 汽轮机 发电机 凝汽器 过热器 锅 炉 给水泵 换热器 热机 流体 工程热力学 传热学 工程流体力学 工程流体力学 流体的物理性质 静力学 动力学 流体静力学主要研究作用在处于平衡状态的流体上的力之间的关系。 流体动力学主要研究作用于流动状态的流体上的力和流动之间的关系。 理论基础：质量守恒和能量守恒 流动形式 压管流 绕流 射流 连续变形的流体 流体力学 受力后微小变形的固体 固体力学 不变形的刚体 理论