《工程热力学B》课程教学内容
适用专业:吉林大学机械类专业
学时:34
说明:本课程教学内容是参照国家教育委员会制定的“工程热力学课程教学基本要求”,结合吉林大学机械类专业“工程热力学B”课程教学改革及考试改革的实际情况而提出的。
提出本课程教学基本内容的目的在于使同学了解“工程热力学B”这门课程的教学要求,使选择本课程的同学能够根据自己的能力,为自己选择合适的考核模式,以及掌握好适当的学习进度提供指导。
本课程教学基本内容中的章节序号是以选定的教学参考书《工程热力学》(华自强张忠进编,高等教育出版社,2000年)为依据的,但同学们在学习过程中还应阅读更多的其他教学参考书。
绪论:热能动力工程的重要地位,内燃机、蒸汽动力装置和蒸汽压缩制冷装置的工作过程,工程热力学的研究对象和研究方法。
第一章 基本概念和定义
热力学系统、外界以及边界,热力学系统的分类,热力学系统选取的原则。
热力学系统的状态,基本状态参数与导出状态参数,状态与状态参数之间的关系。
状态参数的性质。
比体积的定义及其定义表达式、单位。
压力(压强)的定义,绝对压力、相对压力、真空度及其相互之间的关系,压力的各种单位及其换算。
温度,热平衡,热力学温标,热力学温度和摄氏温度以及它们之间的关系。
平衡状态和状态参数坐标图,平衡状态在状态参数坐标图上的表示。
理想气体状态方程式的几种表示形式。
气体常数与通用气体常数及其相互之间的关系。
理想气体与实际气体,理想气体状态方程的应用条件。
热力过程,准静态过程,准静态过程的工程适用性。
准静态过程和非准静态过程在状态参数坐标图上的表示。
功,准静态过程功的计算,准静态过程功量在p-v图上的表示。
热量,热量的计算,准静态过程热量在T-s图上的表示。
比热容及其应用。
热力循环,循环功量和循环热量。
作业:1-7,1-11,1-14,1-16,1-21。
第二章 热力学第一定律
热力学第一定律的实质,第一类永动机是不可实现的
闭口系统能量方程式,系统总能,热力学能,闭口系统能量方程式的各种形式及其适用条件。
开口系统能量变化分析的方法,轴功、推动功的概念。
焓及其物理意义, 稳定状态、稳定流动能量方程式。
轴功的本质,轴功、技术功和膨胀功三者之间的关系,轴功的计算表达式及其在p-v 图上表示。
稳定流动能量方程式的工程应用。
作业:2-6,2-7,2-9,2-10,2-11
第三章 理想气体热力学能、焓、比热容和熵的计算。
理想气体的热力学能和焓, 理想气体的热力学能和焓都仅是温度的函数,热力学能和焓的变化的计算表达式。
热力学能和焓变化的查表计算。
比定容热容和比定压热容的定义式,理想气体的比定容热容和比定压热容之间的关系,质量热容比,热容的经验公式,平均比热容,定值比热容。
理想气体熵的微分表达式,理想气体的熵变表达式,标准状态熵及其工程应用。
理想气体混合物的分压力和分容积。
作业:3-8,3-9,3-10,3-11。
第四章 理想气体的热力过程
分析热力过程的目的和依据。
定容、定压、定温和绝热过程的过程方程,参数之间的关系、熵、热量、膨胀功、轴功的计算。
多变过程和多变指数n,定容、定压、定温和绝热过程的多变指数及其过程线在p-v、T-s图上的相对位置。
多变过程的过程方程,参数之间的关系、熵、热量、膨胀功、轴功的计算,多变过程的过程线在p-v、T-s图上的相对位置。
分析工程实际问题时,过程的多变指数的确定
作业:4-2,4-6,4-10,4-11。
第五章 热力学第二定律
能量转换的条件与限度。
热力学第二定律的各种说法及其一致性,自发过程和非自发过程。
可逆过程和不可逆过程,不可逆过程中系统“作功能力”的损失。
卡诺循环、卡诺循环工程实用意义。
等效卡诺循环。
卡诺定理、卡诺定理的推论及其工程指导意义。
克劳休斯不等式及其工程指导意义。
熵的状态参数特性,两个基本热力学关系式,熵产、熵流和熵变。
孤立系统熵增原理及其工程指导意义。
作业: 5-5,5-6,5-17,5-22。
第六章 气体的流动
稳定流动时的气流的基本方程式。
管内定熵流动的基本特性,喷管的型式及其内部流速分布。
气体流速的计算,临界流速,喷管型式的选择。
气体的流量和喷管计算。
喷管效率及其工程应用。
绝热滞止、滞止温度、滞止压力。
绝热节流的过程特征。
作业:6-5,6-6,6-13。
第七章 压气机的压气过程
绝热压缩、等温压缩、多变压缩过程的功量消耗对比。
活塞式压气机中的压缩余隙及其对压缩机耗功、容积效率的影响。
多级压缩中间冷却,中间压力的选取。
压气机效率。
作业:7-5,7-7。
第八章 气体动力循环
活塞式内燃机工作循环的理想化过程,循环热效率分析。
循环特性参数对循环热效率影响的分析。
活塞式内燃机的定容加热循环、定压加热循环和混合加热循环的比较。
作业:8-5,8-10。
第十章 水蒸气及蒸汽动力循环
水蒸气的发生过程和参数。
水蒸气的定压产生过程,水蒸气的p-v图及T-s图。
水蒸气的热力学能的基准状态;水蒸气的热力性质表与水蒸气的焓熵图。
水蒸气热力过程的特点、图示。
简单蒸汽动力装置的原理,郎肯循环。
第十一章制冷循环
水蒸气的定压发生过程,水蒸气(实际气体)的p-v、T-s、ln p-h图(参照第10章)。
逆向卡诺循环,制冷性能系数,逆向卡诺循环的制冷系数,热泵供热系数。
空气压缩制冷循环,空气压缩制冷循环的制冷系数。
蒸气压缩制冷循环,蒸气压缩制冷循环的制冷系数。
作业:11-5,11-8。
第十二章湿空气
饱和湿空气,未饱和湿空气,露点。
绝对湿度、相对湿度和含湿量。
湿空气的焓—含湿量图。
湿空气的热力过程。
作业:12-6,12-7。
实验:4小时。
实验内容见《工程热力学》实验教学大纲及实验指导书。