12
Steam Power
13
14
Transportation- Rail RAutomobiles
The first car that ever mastered a drive was built by the German engineer and inventor Carl Benz in 1885 .
HVAC — refrigeration systems, heat pumps, etc. 供热通风与空调工程——制冷系统，热泵等
Cryogenics — gas separation and liquefaction 低温——气体分离及液化
Biomedical applications 生物医学应用
10
热力学涉及领域
Combustion systems 燃烧系统
Power production — engines, power plants, etc. 动力的产生——发动机，电厂等。
Propulsion systems — aircraft, rockets, etc. 驱动系统——航行器，火箭等。
燃烧
太阳能 光合作用
生物质能 食物利用
8
热能的利用
两种基本方式
直接利用：将热能直接用于加热物体 如：烘干、蒸煮、采暖、熔化等等；
间接利用：将热能转变为其它形式的能 * 如：热能向机械能的转换 热能向机械能转换后再由机械能转换为电能 热能向电能直接转换
9
0－2 热工基础的研究内容
1.工程热力学的研究内容与研究方法 2.传热学的研究内容与研究方法
在实际的能量转换过程中，转换的效率不可能达 到100%，工程热力学所要研究的就是怎样使这个 效率达到最大，以更好地利用热能。
26
内容： “一种工质、两个基本定律、三个守 恒方程、四个热力过程、五方面应用”
一种工质是指理想气体,包括理想气体的定义、性 质、状态参数、状态方程等;
两个基本定律是热力学第一定律和第二定律,包括 了定律的定性和定量表达及有关应用等;
3
0-1 能量与能源 能量
能量是物质运动的度量。 世界是由物质构成的，一切物质都处于 运动状态，所以一切物质都具有能量。
能量是人类社会进步的动力。
4
能量的主要形式 :
机械能 : 物体的动能与势能； 热能 ：物质分子热运动动能与位能之和，即不涉
及化学变化和核反应的热力学能，也称为内 热能；
电能 ：与电荷的运动和积蓄有关的能量； 化学能 ：通过化学反应释放的能量； 核能 ：通过核反应释放的能量； 辐射能 ：物体以电磁波的形式发射的能量。
Alternative energy systems — fuel cells, solar heating, geothermal, wind energy, ocean thermal, etc. 可再生能源的利用——燃料电池，太阳能加热系 统，地热系统，风能，海洋能等等
11
Fluid compression and movement — fans, pumps, compressors, etc. 流体压缩和运动——风机，泵，压缩机等
5
能源
定义：人类采用各种手段获取各类能量的物 质资源
分类：非再生能源（耗竭能源） 再生能源（非耗竭能源）
6
我国能源现状
集中在非再生能源的有效利用上 能源资源蕴藏量和产量居世界第3位 人均占有：世界平均值的1/4，
工业发达国家的1/15～1/20 中国能源开发利用过程中对生态环境的压力
这将是一个工程热力学研究的问题。
工程热力学重点研究热能转换成机械 能的过程
24
内燃机
热力过程 压 ： 缩 火 进 花 气 点 燃 火 烧 膨胀 作 排功 能量转换： 热 燃 能 料 机化 械学 能能
25
热能动力装置的特点
从能量转换的角度分析，具有以下几个特点： 1．需要有某些物质作为工质，协助能量转换的 实施； 2．依靠工质膨胀作功产生动力； 3．工质从热源吸收的热能中，只有一部分转换 为功，其余的部分放给冷却水或大气。
和破坏力非常大，每年因污染造成的经济损 失在1000亿元以上
能源供需矛盾十分突出
节能 7
热能的利用
能量的利用过程，实质上是能量的传递与转换过程。*
燃料电池
氢、酒精等二次能源
电能
机械能 辐射能
光电池
发电机
机械 风能、水能、海洋能
机械能
热能 直接利用
煤、石油、天然气
核能
核反应
燃烧 集热器
热机 90％
热 能 直接利用
16
Transportation- Automobiles
17
Aviation: 1900
The world’s first power-driven, controlled and sustained flight invented and built by Wilbur and Orville Wright flown by them at Kitty Hawk, North Carolina December 17, 1903 .They opened the era of aviation.
热工基础
张学学 编著 石油工程学院流体热工教研室
贾敏
1
热工理论基础包括
工程热力学 (Engineering Thermodynamics) 研究热能的性质；热能与机械能以及其它
形式能量之间的相互转换规律 传热学 (Heat Transfer)
研究热量传递的规律
如何有效利用热能
2
绪论
0-1 能量与能源 0-2 热工基础的研究内容
18
活塞，汽轮机，火箭引擎 Piston, Gas Turbine & Rocket Engines
19
热电厂 Power Plants
20
Air Conditioning
21
能量转换装置工作过程简介
1、蒸汽动力装置 2、内燃机
22
在这个循环过程中，为什么要有一个放 热的过程？
如果设有放热过程它不是能更好地利用 能源吗？
三个守恒方程是指质量守恒方程、能量守恒方程 和熵守恒方程等,这是热工分析计算的基础;
27
四个热力过程指的是定温、定压、定容和绝热等 四个基本热力过程。包括过程的特点、过程中状 态参数的变化、热量和功量(机械功)的转化情况 等;