热能与动力基础第一章.ppt

汽油车25% 柴油车75% 城市大气污染 NOx源 光化学烟雾 PM源： 資源別エネルギー消費量の推移 エネルギー消費の推移 (1997?2020) 能量消耗量 3．噪声 危害：对人的心理、生理、听力、工作、睡眠有不利的影响。 4．放射性污染 主要对核燃料等的放射性物质，直接对生命有威胁 二、环境污染的防治 能量的利用污染不可避免，但可以治理和减小 1．控制排放的技术 2．新能源的利用 对微小变化过程： 对单位工质： 三、热力学第二定律 第一定律：只表明能量传递和转换时，数量上的关系——守恒；未表明是否转换及条件。 第二定律：表明能量传递和转换的方向性。 实质：一切自发过程都是不可逆的， 非自发过程的完成，必须要有另一个自发过程来推动。 如，发动机实现热——功转换的非自发过程，为此必须一部分热量从高温热源向低温热源（大气排气）传递。 第二定律的数学描述：熵增原理 孤立系统热力过程总是向熵增方向进行，即 孤立系统：与外界无能量转换和传递，也无物质交换。 设，由工质、高低热源构成的孤立系统内进行不可逆循环，则 1→2：T1热源放热 ： 3→4：T2热源放热 ： 工质经不可逆循环12341， 从T1吸热 ，将部分转换为功w， 其余向T2放热 后回到原状态， 所以， T1 T2 T 1 2 3 4 3  H s D s s D L s D s 循环的效果：T1放热，T2吸热，工质作功w，孤立系统总熵变化为 因，系统内部的不可逆因数， ，又 所以， 即 当可逆循环时时，循环12341→123`41，则， ， 即孤立系统内的热力过程只能熵增或不变，熵不会减小。 地球温暖化的熵增效果。 第三节 能源的利用及评价 意义：非再生能源的有限性，能源利用率又不高； 能源是人类生存与发展的重要基础。 所以，有效地、有计划地利用能源是很重要，为此对能源利用进行评价。 评价的目的：就是监督，并提高能源利用效率。 可持续发展的需要 一、有效利用能源的途径 1．提高能量转换或传递装置及系统的效率 2．按能量的品位合理使用能源，防止高品位能量的降级使用（图1-5） 3．建立总能系统概念，优化整体用能系统，使一次能源、二次能源及余热均得到充分利用，提高总能系统的能源利用效率 4．开发节能技术，如燃烧控制技术、热管技术、热泵技术 5．开发能量利用的运行控制技术，实现能量利用的最经济运行，如空调变频运行、供热系统的用户供热独立调节等 6．开发新能源的利用技术，如太阳能、地热能、海洋能等 二、利用能源的评价指标 能源利用的主要评价指标： 1．能源消耗系数r： 定义：指单位国民经济产值所平均消耗的能源数量。 设E：能源消耗量，M：同期国民经济生产总值 则， 公斤/元 表明一国家能源利用的水平、和节能潜力。 2．单位产品能耗C： 定义：每单位产品产量所消耗的能量。 设 ：E p产品能耗；A：产品产量 则 式中， E p为一种能量的消耗量时，C为单耗； E p为一次能源、二次能源的总量时，C为综合消耗。 综合能耗：包含生产产品时的直接能耗和间接能耗。 直接能耗：生产时直接消耗的能量； 间接能耗：生产产品时所用原材料在生产过程中消耗的能量 全能耗=直接能耗+间接能耗 3． 能源利用效率：能量利用率 定义：被有效利用的能量与所消耗的能量之比。 设 Ee：有效利用的能量，Ec：所消耗（投入）的能量， 则 表示用能的完善程度。 能源利用效率的含义：热效率——热功转换时 制冷系数——制冷循环，制冷量/消耗功 制冷量：由低温热源吸取的热量 三、Ex( )及Ex效率 1． Ex的概念 对能量的评价，要考虑被利用的能量的数量和质量。 火 用 能量的质量：就是能量的品位，用能转