热工基础及燃烧基本知识.pdfVIP

第十篇 节能监测评估与技术经济效益评价服务体系建设 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 第二章 热工基础及燃烧基本知识 第一节 工程热力学基础 工程热力学是热力学的一个重要分支，属于技术科学（工程科学）的范畴。工程热力学 是从工程的观点出发，研究物质的热力性质、能量转换，以及热能的直接利用等问题。它是 计算和分析各种动力装置、制冷机、热泵和空调机组、锅炉及各种热交换器等热设备的理论 基础。 工程热力学的研究对象是：一切用热装置及设备中的能量转换过程。研究核心是：通过 对工质热物性及热能与其他形式能量转换规律的研究，解决工程上如何有效地、合理地利用 能量，以达到科学利用热能的目的。 工程热力学的内容大致可分为两个方面：基础理论部分及其工程应用部分。基础理论 部分包括工质的热力性质、热力学第一定律及热力学第二定律等内容。基础理论的应用部 分主要是将热力学基本理论应用于各种热力装置的工作过程，并对其进行热力学分析及计 算，探讨影响能量转换效率的因素以及提高转换效率的途径与方法等。 一、常用名词、术语及基本概念 ! 热设备 凡是和热现象及热过程有关的设备通称热设备。 # 工质 用来传递能量的工作物质简称工质。它是一种载能体和媒介物质。 $ 热力系（热力系统） 在分析热力学现象时，根据研究问题的需要，在相互作用的各部分物体中，选取某一范 围内的物质，作为研究对象。我们就把作为研究对象而选取的一定范围内的物体的集合称 为热力系统或热力系（也称为系统）。与热力系有关的外部物质称为外界（或环境）。为了避 免把热力系和外界混淆起来，设想由界面将它们分开，这个分隔热力系与外界的分界面称为 边界。 热力系可以分为闭口系统、开口系统、绝热系统和孤立系统。 !）闭口系统 系统与外界之间没有质量交换。例如内燃机、蒸汽机等活塞式发动机，在进气（汽）后和 — $#! — 第二章 热工基础及燃烧基本知识 ###################################################### 排气（汽）前，气缸内的气（汽）体都可以看成是闭口系统。 ! ）开口系统 系统与外界之间有质量交换。许多动力设备、化工设备和热工设备都属于开口系统，为 了保证连续生产，总是有工质不断地流进和流出，以便保持某一恒定的质量流率。 ）绝热系统 系统与外界之间无热交换。例如汽轮机中高速运动的蒸汽，由于它们流经叶片的时间 很短，与外界发生热交换量很小，此时可以把流经叶片的高速气流看成是绝热系统。 # ）孤立系统 系统与外界既无热量交换，又无功量交换。实际上这样的系统是不存在的，它是一种科 学上的抽象。例如在分析某一过程时，用一个分界面把发生质量交换和功量交换的双方都 包围在同一系统之内，则这样的系统称之为孤立系统。 # $ 状态和状态参数 %）状态 热力系某一瞬间所呈现的宏观物理状况称为热力系的状态。 ! ）平衡状态 如果热力系内的一切势场均不随时间变化，即系统内各部分的宏观状态不随时间发生 变化，我们就说热力系处于平衡状态。平衡状态是为了研究方便，计算简单，而引入的理想 状态。这里所指的平衡主要是指系统处于热（温度）、力（压力）平衡。 ）状态参数 用来描述热力系平衡状态的物理量称为状态参数。状态参数有两个基本特性，即热力 学特性与数学特性。其热力学特性是指其在能量转换过程中所显示出来的物理特征；其数 学特性表现为具有点函数的性质，即某个状态参数值只取决于该状态，而与如何到达该状态 所走的途径无关。以数学式表示，即 ! 或 （ ） ! ’ !! ( ! % ! ’ ) ! ( % ! % 式中，表