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1、热工 期末复习总结热工 期末复习总结第一章1.工程热力学主要研究热能和机械能及其他形式的能量之间相互转换的规律。2.传热学主要研究热量传递的规律。3.凡是能将热能转换为机械能的机器统称为热力发动机，简称热机。4.热能和机械能之间的转换是通过媒介物质在热机中的一系列状态变化过程来实现的，这种媒介物质称为工质。5.工程热力学中，把热容量很大，并且在吸收或放出有限热量时自身温度及其他热力学参数没有明显改变的物体称为热源。6.工程热力学通常选取一定的工质或空间作为研究对象，称之为热力系统，简称系统。系统以外的物体称为外界或环境。系统与外界之间的分界面称为边界。边界可以是真实的也可以是假想的，可以是固定
2、的，也可以是移动的。7.按照系统与外界之间相互作用的具体情况，系统可分以下几类：1闭口系统：与外界无物质交换的系统。2开口系统：与外界有物质交换的系统。3绝热系统与外界无热量交换的系统4孤立系统与外界既无能量(功。热量)交换又无物质交换的系统。8.工质在某一瞬间所呈现的宏观物理状况称为工质的热力状态简称状态。9.用于描述工质所处状态的宏观物理量称为状态参数。如温度压力比体积等10.在不受外界的影响重力场除外的条件下，工质（或系统）的状态参数不随时间而变化的状态称为平衡状态。11.在工程热力学中，常用的状态参数有压力，温度，比体积，热力学能，焓，熵等，其中压力，温度，比体积可以直接测量，称为基本
3、状态参数。12.热力学第零定律表述为；如果两个物体中的每一个都分别与第三个物体处于热平衡，则这两个物体彼此也必处于热平衡。13.系统由一个状态到达另一个状态的变化过程称为热力过程，简称过程。14.如果在热力过程中系统所经历的每一个状态都无限地接近平衡态，这种过程称为准平衡过程，又称为准静态过程。在状态参数坐标图上可以用连续的实线表示。15.如果系统完成了某一过程之后，再沿着原路径逆行而回到原来的状态，外界也随之回复到原来的状态而不留下任何变化，这一过程称为可逆过程，否则这一过程称为不可逆过程。16.在力学中，功或功量定义为力和沿力作用方向位移的乘积。17.热能转换为机械能的过程是通过工质的体积
4、膨胀实现的。工质在体积膨胀时所作的功称为膨胀功。18.热力系统与外界之间依靠温差传递的能量称为热量，用Q表示，单位与功的单位相同，为J或kJ。第二章1.热力学第一定律：在热能与其他形式能的相互转换过程中，能的总量始终不变。另一种表述：不花费能量就可以产生功的第一类永动机是不可能制造成功的。2.闭口系统的热力学第一定律表达式：QUW1）微元过程：QdUW22）微元过程的可逆过程：QUpdVQdUpdV13）单位质量工质：quwqduw24）单位质量工质的可逆过程：qupdvqdupdv3.开口系统稳定流动能量方程：QH1mc2fmgzWs2第三章1.理想气体模型：气体分子之间的平均距离相当大，分
5、子体积与气体的总体积相比可忽略不计，分子之间无作用力；分子之间的互相碰撞以及分子与容器壁的碰撞都是弹性碰撞。3.摩尔气体常数：R空气287kJ过程方程式kg，Rg8.314kJmolK交换的热量初终状态参数间关系交换的功量w/J/kg0wt/J/kgq/J/kgcVT2T1cpT2T1定容定压定温定熵v定数TPv2v1;22T1P1Tvp2p1;22T1v1pvT2T1;21p1v2vp2p10p定数pv2v1或RgT2T1pv定数vp1v1ln2v1wwpvk定数p2v1p1v2T2v1T1v2kK1k1kkwp1v1p2v2k1RgT1T2或k10T2p2T1p1多变pvn定数v1P2vP
6、12v1T2vT12nn1p1v1p2v2n1RgT1T2或n1nwcnT2T1RgcVn1T2T1p2T2T1p1n1n11.压缩气体：工业上经常需要压力较高的气体12.压气机的种类：活塞式，叶轮式13.各种类型压气机的压气过程：吸气，压缩，排气14.单级活塞式压气机的理想工作过程：绝热压缩，定温压缩，多变压缩15.喷管：一种使流体压力降低而流速增加的特殊形的管段。16.扩压管：将高速气流自一段引入，而在另一端得到压力较高的气体。17.马赫数：Macfc4.膨胀功、轴功、技术功、流动功之间有何区别与联系？流动功的大小与过程特性有无关系？答：膨胀功是系统由于体积变化对外所作的功；轴功是指工质流
7、经热力设备（开口系统）时，热力设备与外界交换的机械功，由于这个机械工通常是通过转动的轴输入、输出，所以工程上习惯成为轴功；而技术功不仅包括轴功，还包括工质在流动过程中机械能（宏观动能和势能）的变化；流动功又称为推进功，1kg工质的流动功等于其压力和比容的乘积，它是工质在流动中向前方传递的功，只有在工质的流动过程中才出现。对于有工质组成的简单可压缩系统，工质在稳定流动过程中所作的膨胀功包括三部分，一部分消耗于维持工质进出开口系统时的流动功的代数和，一部分用于增加工质的宏观动能和势能，最后一部分是作为热力设备的轴功。对于稳定流动，工质的技术功等于膨胀功与流动功差值的代数和。如果工质进、出热力设备的
8、宏观动能和势能变化很小，可忽略不计，则技术功等于轴功。第四章1.克劳修斯表述：不能将热从高温物体传至低温物体而不引起其他变化。2.开尔文普朗克表述：不可能从单一热源取热，并使之完全转变为功而不产生其他影响。3.卡诺循环的组成：卡诺循环有两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程组成。c1T2s2s1T11T1s2s1T21)因为式的导出过程并没有限定什么工质，所以卡诺循环的热效率之取决于高温热源的温度T1与低温热源的温度T2，而与工质的性质无关。提高T1，降低T2，可以使卡诺循环的热效率提高。2)卡诺循环的热效率总是小于1，不可能等于1，因为T1或T20都是不可能的。这说明，通过热机循环不可能将热能全
9、部转变为机械能。3)当T1T2时,卡诺循环的热效率等于零。这说明，没有温差是不可能连续不断的将热能转变为机械能的，只有一个热源的第二类永动机是不可能的。第五章9.绝对湿度v：1m的湿空气中所含水蒸气的质量称为湿空气的绝对湿度。10.相对湿度：湿空气的绝对湿度v与同温度下湿空气的最大绝对湿度，即饱和湿空气的绝对湿度s之比称为湿空气的相对湿度。3vs11.含湿量：在湿空气中，与单位质量干空气共存的水蒸气的质量。第六章1.动力循环：热机的工作循环2.郎肯循环：在实际蒸汽动力循环的基础上经简化处理得到的最简单，最基本的理想蒸汽动力循环。3.蒸汽参数：蒸汽初温，蒸汽初压，乏汽压力5.柴油机工作循环的四个
10、冲程：进气冲程，压缩冲程，动力冲程排气冲程6.萨巴德循环：第七章第八章1.热传递的三种基本方式：热传导、热对流、热辐射2.热传导（简称导热）：在物体内部或相互接触的物体表面之间，由于分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象。3.热对流：是指由于流体的宏观运动使温度不同的流体相对位移而产生的热量传递现象。4.对流换热：流体与固体表面之间的热量传递是热对流和导热两种基本传热方式共同作用的结果的传热现象。5.热辐射：由于物体内部微观粒子的热运动（或者说由于物体自身的温度）而使物体向外发射能的现象。6.辐射换热：当物体之间存在温差时，以热辐射的方式进行能量交换的结果使高温物体失去热量
11、，低温物体获得热量的热量传递现象。7.热辐射的特点：（1）热辐射总伴随着热能与辐射能这两种能量形式之间的转化；（2）热辐射不依靠中间媒介可以在真空中传播，太阳辐射穿过浩瀚的太空到达地球就是典型的实例；（3）物体之间以热辐射的方式进行的热量传递是双向的。当两个物体温度不同时，高温物体像低温物体发射热辐射，低温物体也向高温物体发射热辐射，即使两个物体温度相等，辐射换热量等于零，但它们之间的热辐射交换仍在进行，只不过处于动态平衡而已。8.传热过程：在传热学中，这种热量从固体壁面一侧的流体通过固体壁面传递到另一侧流体的过程。第九章1.温度场：在某一时刻，物体内所有各点的温度分布称为该物体在时刻的温度场
12、。2.非稳态温度场：随时间变化的温度场。3.非稳态导热：非稳态温度场中的导热。4.稳态温度场：不随时间变化的温度场9.单值性条件：（1）几何条件2物理条件3时间条件4边界条件a第一类边界条件b第二类边界条件c第三类边界条件10.平壁的稳态导热：11.圆筒壁的稳态导热：这两个是大题13.傅立叶数:F014.毕渥数Bia2h第十章2.定性温度：确定流体物性的温度，从而把物性当作常量处理3.对流换热的主要研究方法：（1）分析法（2）数值法（3）实验法（4）比拟法（5）相似理论法4.对流换热的单直性条件：(1)几何条件（2）物理条件（3）时间条件（4）边界条件5.流动边界层：速度发生明显变化的流体薄层
13、称为流动边界层（或速度边界层）。6.热边界层：当温度均匀的流体与它所流过的固体壁面温度不同时，在壁面附近会形成一层温度变化较大的流体层，称为热边界层或温度边界层。7.边界层的特征（边界层理论的基本内容）：（1）边界层的厚度,t与壁面特征长度L相比是很小的量。（2）流场划分为边界层区和主流区。流动边界层内存在较大的速度梯度，是发生动量扩散（即粘性力作用）的主要区域。在流动边界层之外的主流区，流体可近似为理想流体。热边界层内存在较大的温度梯度，是发生热量扩散的主要区域，热边界层之外的温度梯度可以忽略。（3）根据流动状态，边界层分为层流边界层和湍流边界层。湍流边界层分为层流底层，缓冲层与湍流核心三层
14、。层流底层内的速度梯度和温度梯度远大于湍流核心。（4）在层流边界层与层流底层内，垂直于壁面方向上的热量传递主要靠导热。湍流边界层的主要热阻在层流底层。10.努谢尔特准则：Nua114.格拉晓夫数：Grgtl3215.根据自然对流所在空间的大小，其它物体是否影响自然对流边界层的形成和发展，区分有大空间自然对流和有限空间自然对流。16.凝结换热：蒸汽被冷却凝结成液体的换热过程称为凝结换热。17.凝结换热分类：膜状凝结，珠状凝结。18.膜状凝结换热的影响因素：（1）不凝结气体（2）蒸汽流速（3）蒸汽过程（4)流体的种类，换热面的几何形状尺寸和位置，蒸汽的压力以及温差gr19.凝结换热的计算公式：h0
15、.729dtstw231420.膜状凝结换热的强化关键措施就是设法将凝结液从换热面排走，并尽可能减小液膜厚度。21.沸腾换热：分类：过冷沸腾，饱和沸腾，大容器沸腾，强迫对流沸腾，管内沸腾影响因素：（1）大容器饱和沸腾曲线：（1）自然对流（2）核态沸腾（3）过度沸腾（4）膜态沸腾第十一章1.投入辐射：单位时间内投射到单位面积物体表面上的全波长范围内的辐射能称为投入辐射，用G表4.黑体的光谱辐射力随波长和温度的变化具有的特点1温度愈高，同一波长下的光谱辐射力愈大2在一定的温度下，黑体的光谱辐射力随波长连续变化，并在某一波长下具有最大值3随着温度的升高，光谱辐射力取得最大的波长愈来愈小，即在波长坐标
16、中的位置向短波方向移动7.辐射强度：Ar28.辐射力：单位时间内，单位面积的物体表面向半径空间发射的全部波长的辐射能的总和叫做该物体表面的辐射力，用E表示EEd09.普朗克定律：EbC15ec2t10.维恩位移定律：maxT2.89761011.黑体辐射常数：EbT432.9103mK12.有效辐射J：单位时间内离开单位面积表面的总辐射能。W/m13.平行平板：q1221第十二章Eb1Eb211121.总传热系数：平壁：k1n11ih1i1ih2圆管：k01d21d2d21lnd1h12d1h22.换热器：用来实现热量从热流体传递到冷流体的装置叫做换热器3.换热器按照工作原理分为：混合式蓄热式间壁式4.换热器的传热平均温差：kAt第 9 页 共 9 页