生物热力学 溶液热力学
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
能源转换利用的关系
池燃 料 电
风 能
水 能
化 学 能
核 能
车风
车水 水 烧 燃 轮
机
变聚 裂 变
热
生物质
地太 热阳 能能
供热 光 转换 光 暖 换电
转 能
机械能
热机
90%
机发 电
电动
机
电
能
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
热机种类
heat engine
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
能源转换利用的关系
生物质
风 能
水 能
化 学 能
燃
料 电 池
风 车
水水 轮车 机
燃 烧
核 能
聚裂 变变
热
地太 热阳 能能
利 光转 用 热换
能 90%
一次能源 (天然存在)
光 电 转 换
机械能
发电 电动
热机
直接利用
二次能源
机机
电
能
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
动力循环简图
热效率
高温热源
Thermal efficiency
收益 代价 W
Q1
Q1
热机
W
Q2
低温热源
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
思考题？
1、为什么永动机不能实现？
Perpetual – motion machine
2、为何要有两个热源，能否不要低 温热源, 不放热，W=Q是否可以进行？
工程热力学研究方法
2、微观方法：从微观粒子的运动及相互作 用角度研究热现象及规律
特点：揭示本质，模型近似 微观（统计）热力学 microscopic (statistical) thermodynamics
是一门研究热能有效利用及 热能和其它形式能量转换规律 的科学
建立节能的理论基础
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
(1) 中国能源资源缺乏 (2) 中国能源利用效率低下 (3) 能源环境问题突出
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
热力学的分类
工程热力学：热能与机械能 热 物理热力学 力 化学热力学 学
工程热力学
Engineering Thermodynamics
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
主讲教师介绍
安青松
天津大学热能工程系 天津大学中低温热能高效利用教育部重点实验室
中低温发电技术
主要研究方向 环保工质
纳米流体技术
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
主讲教师介绍
Address：金工楼510 Tel：， E-mail:
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
火力发电装置基本特点
过热器
锅 炉
汽轮机

1、热源，冷源 2、工质（水，蒸汽）
发电机 3、膨胀做功
凝 汽
4、循环 (加压、加热、
器 膨胀做功、放热)
给水泵
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
制冷空调装置基本特点
1、热源，冷源 2、工质（制冷剂） 3、得到容积变化功 4、循环
空气、油
废气
吸气
压缩 点火
膨胀
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
排气
发动机构造（内燃机）
engine
图6-15 单缸汽油机构造示意图
-火花塞 2-气缸盖 3-出水口 4-气缸 5-活塞 6-水套 7-水泵 8-活塞销 9-进水口 10-连杆 11-飞轮
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标 12-曲轴 13-机油管 14-曲轴箱 15-机油泵 16-曲轴正时齿轮 17-凸轮正时齿轮 18-凸轮轴 19-排气管 20-进气管 21-进气门 22排气门 23-化油器
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
工程热力学研究方法
1、宏观方法：连续体(continuum)，用宏观 物理量描述其状态，其基本规律是无数经验 的总结
特点：可靠，普遍，不能任意推广
√ 经典 （宏观,平衡）热力学
classical (macroscopic, equilibrium)
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
3、动力装置为什么都要先升压，再吸热， 能否先吸热，再升压?
4、普通发电厂效率高的只有40%左右， 可否有途径提高，最高效率是否有极 限？极限为多少？
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
工程热力学的研究内容
1、能量转换的基本定律
2、工质的基本性质与热力过程
3、热功转换设备、工作原理 4、化学热力学基础
汽车发动机与传动（内燃机）
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
内燃机装置基本特点
1、热源，冷源 2、工质（燃气） 3、膨胀做功 4、循环
(加压、加热、 膨胀做功、放热)
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
涡轮风扇发动机（航空发动机）
燃烧室 高压透平
压气机
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
低压透平
燃气装置基本特点
1、热源，冷源
燃烧室
2、工质（燃气） 3、膨胀做功
4、循环
压 气 机
空
燃 气 轮 机废
(加压、加热、 膨胀做功、放热)
气
气
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
火电厂系统图
Steam Power Station
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
凝汽器Condenser和冷却塔系统图
Future Energy to Low-Carbon Town in China
New Energy Technologies
Renewable energy
Future energy
Conventional Energy clean
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
工程热力学与节能
工程热力学
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
助教介绍
Name: 刘良旭 博士生 Address：金工楼510 Tel：27407617, E-mail:
课程公邮：
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
绪论
工程热力学是重要的技术基础课
工程热力学
是一门研究热能有效利用及 热能和其它形式能量转换规律 的科学
(加压、放热、 膨胀、吸热)
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
热力装置共同基本特点
1、热源，冷源 heat reservoir
2、工质
medium, working substance
3、容积变化功 moving boundary work
4、循环
cycle
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
能量利用率 Energy efficiency
车辆发动机（内燃机） 25-35%
航空发动机
20-30%
轮船发动机
25-35%
发电（火力、核能） 40-50%
制冷空调(非热机，同理） >200%
热力学基本概念1-状态参数、热力学温标
内燃机装置
internal combustion engine