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1、热能与动力工程专业导论热能与动力工程专业导论 Introduction to Thermal Energy and Power Engineering饶国燃饶国燃 第二讲第二讲 热能与动力工程热能与动力工程学科介绍学科介绍认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目本节课程内容本节课程内容能源能源概况概况能量的转换系统能量的转换系统主要的动力装置主要的动力装置热能动力工程的理论基础热能动力工程的理论基础学科概况学科概况认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“
2、精准扶贫”项目能源与新能源利用-宋长华42-1 2-1 能源含义、分类及历史演变能源含义、分类及历史演变一、能源的重要性 在工业、农业、交通、国防、日常生活中具有重要作用。当代社会最广泛使用的能源是煤炭、石油、天然气和水力，特别是石油和天然气的消耗量增长迅速，已占全世界能源消费总量的60左右。但是，石油和天然气的储量是有限的，许多专家预言，石油和天然气资源将在40年、最多5060年内被耗尽，而煤炭资源虽然远比石油和天然气资源丰富，但是直接应用煤炭严重污染环境，因此亟需研究把煤炭转化成为气体或液体燃料的技术。将日前的以化石能源为基础的常规能源系统，逐步过渡到持久的、多样化的、可以再生的新能源系统
3、。以避免能源危机的出现。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目能源与新能源利用-宋长华5二、能源的含义及其分类二、能源的含义及其分类1、能源：能够为人类提供某种形式能量（机械能、热能、电能、化学能等）的自然资源及其转化物。或者说是能量的来源称为能源。如太阳能、风能、化石燃料、水力等。2、能源的分类：（1）按能源的生成方式分：一次能源和二次能源（2）按能源在当代社会中的地位分：常规能源和新能源。（3）按能否再生分（对一次能源）：可再生和非再生能源。（4）按其来源分（对一次能源）：来自地球以外天体的能源：太阳能、风能、
4、水能、生物质能来自地球内部的能源：地热能地球一其它天体的作用产生的能源：潮汐能认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目能源与新能源利用-宋长华6三、人类利用能源的历史演变三、人类利用能源的历史演变柴草时期煤炭时期石油时期常规能源向新能源的过渡认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目能量的形式能量的形式机械能机械能热热 能能电电 能能辐射能辐射能化学能化学能核核 能能_ _与物体宏观机械运动或空间状态相关的能量。与物体宏观机械运动或空间状态相
5、关的能量。_ _构成物质的微观分子运动的动能和势能总和称为热能。其它构成物质的微观分子运动的动能和势能总和称为热能。其它的形式能都可以转变为热能。的形式能都可以转变为热能。_ _是和电子流动与累积有关的一种是和电子流动与累积有关的一种能量。能量。_ _物体以电磁波形式发射的能量。物体以电磁波形式发射的能量。_ _物质原子核外进行化学变化时放出的能量。物质原子核外进行化学变化时放出的能量。_ _蕴藏在原子核内部的物质结构能。蕴藏在原子核内部的物质结构能。2-2 2-2 能量的转换能量的转换认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准
6、扶贫”项目天然气天然气石油石油煤煤核能核能太阳能太阳能水能水能风能风能热热能能电电能能燃烧炉燃烧炉工业加工业加热装置热装置核反应堆核反应堆热电直接热电直接转换装置转换装置电热装置电热装置热热机机机机械械能能发发电电机机用用 户户能量转换及利用图能量转换及利用图认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目能量能量转换过程及转换设备或系统转换过程及转换设备或系统能源能源能源形态转换过程能源形态转换过程转换机械或系统转换机械或系统石油、煤石油、煤炭、天然炭、天然气等矿物气等矿物燃料燃料氢和酒精氢和酒精等二次能等二次能源源化学能
7、化学能 热能热能化学能化学能 热能热能 机械能机械能化学能化学能 热能热能 机械能机械能 电能电能化学能化学能 电能电能 热能热能化学能化学能 电能电能炉子、燃烧器炉子、燃烧器各种热力发动机各种热力发动机热机、发电机，磁流体热机、发电机，磁流体发电，发电，EGDEGD发电（压电发电（压电效应）效应）热力发电，热电子发电热力发电，热电子发电燃料电池燃料电池认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目能量能量转换过程及转换设备或系统转换过程及转换设备或系统能源能源能源形态转换过程能源形态转换过程转换机械或系统转换机械或系统水
8、力、风水力、风力、潮汐、力、潮汐、海流、波海流、波浪浪 太阳能太阳能机械能机械能 机械能机械能机械能机械能 机械能机械能 电能电能光能光能 热能热能光能光能 热能热能 机械能机械能 电能电能光能光能 热能热能 电能电能光能光能 电能电能光能光能 化学能化学能光能光能 生物能生物能电磁波电磁波 电能电能水车、风车。水轮机水车、风车。水轮机发电机，波力发电、风力发电机，波力发电、风力发电、潮汐发电、海流发电发电、潮汐发电、海流发电热水器，采暖、制冷、光化热水器，采暖、制冷、光化学反应，太阳灶学反应，太阳灶太阳热发动机太阳热发动机太阳热发电太阳热发电热力发电，热电子发电热力发电，热电子发电光电池、光
9、化学电池光电池、光化学电池光化学反应（水分解）光合成光化学反应（水分解）光合成认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目能量能量转换过程及转换设备或系统转换过程及转换设备或系统能源能源能源形态转换过程能源形态转换过程转换机械或系统转换机械或系统核能核能核分裂核分裂 热能热能 机械能机械能 电能电能核分裂核分裂 热能热能核分裂核分裂 热能热能 电能电能核分裂核分裂 电磁能电磁能 电能电能核聚变核聚变 热能热能 机械能机械能 电能电能电能电能 光（激光）光（激光）热能热能电能电能 热能热能 聚变聚变 核发电，磁流体发电核发
10、电，磁流体发电核能炼钢核能炼钢热力发电，热电子发电热力发电，热电子发电光电池光电池核聚变发电核聚变发电认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目蒸汽动力循环蒸汽动力循环能量转换系统（能量转换系统（1 1）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目蒸汽动力循环蒸汽动力循环能量转换系统（能量转换系统（1 1）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目蒸汽动力循环蒸汽动力循环
11、能量转换系统（能量转换系统（1 1）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目蒸汽动力循环蒸汽动力循环能量转换系统（能量转换系统（1 1）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目锅炉锅炉汽轮机汽轮机发电机发电机凝凝汽汽器器给水泵给水泵蒸汽蒸汽火力发电站系统图火力发电站系统图1 1认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目锅锅炉炉汽轮机汽轮机发电机发电机凝凝汽汽器器给水
12、泵给水泵蒸汽蒸汽火力发电站系统图火力发电站系统图2 2加加热热器器再热器再热器认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目热热交交换换器器汽轮机汽轮机发电机发电机凝凝汽汽器器给水泵给水泵蒸汽蒸汽核电站系统示意图核电站系统示意图反反应应堆堆循环泵循环泵冷却剂冷却剂认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目认识到了贫困户贫困的根本原因
13、，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目燃气动力循环燃气动力循环能量转换系统（能量转换系统（2 2）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目燃气动力循环燃气动力循环能量转换系统（能量转换系统（2 2）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目燃气轮机燃气轮机发电机发电机空气空气
14、压气机压气机燃烧室燃烧室燃料燃料排气排气燃气轮机发电示意图燃气轮机发电示意图认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目燃气燃气-蒸汽联合循环蒸汽联合循环发电系统示意图发电系统示意图燃气轮燃气轮机机发电机发电机压压气气机机燃烧室燃烧室燃料燃料空气空气给水泵给水泵加热器加热器凝汽器凝汽器汽轮机汽轮机发电机发电机余热锅炉余热锅炉认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目制冷循环制冷循环能量转换系统（能量转换系统（3 3）认识到了贫困户贫困的根本原因，
15、才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目蒸发器蒸发器压气机压气机冷凝器冷凝器节流阀节流阀蒸汽压缩式制冷示意图蒸汽压缩式制冷示意图吸收低温吸收低温处的热量处的热量向外界环向外界环境散失热境散失热量量MM认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目锅锅 炉炉主要动力装置（主要动力装置（1 1）按按用用途途分分类类电站锅炉电站锅炉工业锅炉工业锅炉船舶锅炉船舶锅炉机车锅炉机车锅炉按按蒸蒸汽汽压压力力低压锅炉低压锅炉亚临界锅炉亚临界锅炉超临界锅炉超临界锅炉低于2.5MPa1718 M
16、Pa大于22.19 MPa按按燃燃料料分分类类燃煤锅炉燃煤锅炉燃油锅炉燃油锅炉燃气锅炉燃气锅炉按按燃燃烧烧方方式式燃粉锅炉燃粉锅炉层燃锅炉层燃锅炉流化床锅炉流化床锅炉认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目锅锅 炉炉主要动力装置（主要动力装置（1 1）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目锅锅 炉炉主要动力装置（主要动力装置（1 1）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精
17、准扶贫”项目锅锅 炉炉主要动力装置（主要动力装置（1 1）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目锅锅 炉炉主要动力装置（主要动力装置（1 1）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目汽轮机汽轮机主要动力装置（主要动力装置（2 2）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目汽轮机汽轮机主要动力装置（主要动力装置（2 2）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药
18、，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目汽轮机汽轮机主要动力装置（主要动力装置（2 2）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目汽轮机汽轮机主要动力装置（主要动力装置（2 2）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目泵和风机泵和风机主要动力装置（主要动力装置（3 3）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目泵和风机泵和风机主要动力装
19、置（主要动力装置（3 3）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目热质交热质交换设备换设备主要动力装置（主要动力装置（4 4）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目热质交热质交换设备换设备主要动力装置（主要动力装置（4 4）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目热质交热质交换设备换设备主要动力装置（主要动力装置（4 4）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对
20、症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目水轮机水轮机主要动力装置（主要动力装置（5 5）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目内燃机内燃机主要动力装置（主要动力装置（6 6）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目蒸发器和蒸发器和冷凝器冷凝器主要动力装置（主要动力装置（7 7）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目热能动力
21、工程的理论基础热能动力工程的理论基础（1 1）工程热力学工程热力学工程热力学是热能动力工程专业的一门骨干专业基础课;主要研究热能与机械能之间相互转换的规律，和如何科学地，有效地利用能源，以及实现将热能高效地转变成机械能的方法;该课程的主要内容有热力学第一定律，热力学第二定律，工质热力性质，热力过程和循环的分析方法，能量转的技术等。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目工程工程热力学内容及特点热力学内容及特点 1 工程热力学定义工程热力学定义 将经典热力学理论与工程实际应用相结合的应用基础学科。2 任务任务研究工程中
22、能量转换的基本规律以及能量转换与工质（工作物质）性质之间的关系。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目热与功转换,数量上的关系及热功转换中的代价热与功转换过程对热与功 转换数量的影响不同工质对热与功转换数量的影响4 特点特点 宏观性 相对静止性 分散性 3 3 研究研究研究研究的主要问题的主要问题的主要问题的主要问题认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目5 工程热力学的学习方法工程热力学的学习方法 抓住主线 理论联系实际 重视基本技能训
23、练 分析计算能力、实验技能 认真完成作业认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目热能动力工程的理论基础热能动力工程的理论基础（2 2）传热学传热学传传热热学学是是研研究究热热量量传传递递规规律律的的一一门门学学科科，其其内内容容包包括括热热量量传传递递的的方方式式、机机理理、计计算算和测试等。和测试等。热传导（导热）热传导（导热）热对流热对流热辐射热辐射认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目2023/4/13501 传热学的概念传热学的概
24、念 研究热量传递规律的一门科学研究热量传递规律的一门科学 具具体体来来讲讲主主要要有有热热量量传传递递的的机机理理、规规律律、计计算和测试方法算和测试方法热热？热量热量？热能热能？认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目2023/4/1351钻木取火钻木取火 太太阳阳电热器电热器 地地热热现实生活和生产中存在大量的传热问题现实生活和生产中存在大量的传热问题现实生活和生产中存在大量的传热问题现实生活和生产中存在大量的传热问题认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经
25、展开了“精准扶贫”项目2023/4/1352 热量传递所依据的基本定律热量传递所依据的基本定律热量传递所依据的基本定律热量传递所依据的基本定律 能量守恒定律：能量有各种形式；各种形式的能量之间可以相互转化；能量守恒定律：能量有各种形式；各种形式的能量之间可以相互转化；能量守恒定律：能量有各种形式；各种形式的能量之间可以相互转化；能量守恒定律：能量有各种形式；各种形式的能量之间可以相互转化；能量的总数是守恒的。能量的总数是守恒的。能量的总数是守恒的。能量的总数是守恒的。能量贬值原理：热量可以自发地从高温热源传给低温热源，但不能无代能量贬值原理：热量可以自发地从高温热源传给低温热源，但不能无代能量
26、贬值原理：热量可以自发地从高温热源传给低温热源，但不能无代能量贬值原理：热量可以自发地从高温热源传给低温热源，但不能无代价地从低温热源传给高温热源价地从低温热源传给高温热源价地从低温热源传给高温热源价地从低温热源传给高温热源;可见有温差必有传热，温差是热量传递的驱可见有温差必有传热，温差是热量传递的驱可见有温差必有传热，温差是热量传递的驱可见有温差必有传热，温差是热量传递的驱动力；能量在传递的过程中，伴随着能量品质的下降。动力；能量在传递的过程中，伴随着能量品质的下降。动力；能量在传递的过程中，伴随着能量品质的下降。动力；能量在传递的过程中，伴随着能量品质的下降。传热学以能量守恒定律传热学以能
27、量守恒定律传热学以能量守恒定律传热学以能量守恒定律(热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律)和能量贬值原理和能量贬值原理和能量贬值原理和能量贬值原理(热力学热力学热力学热力学第二定律第二定律第二定律第二定律)为为为为基础，再结合一些实验规律，以此来研究热量传递的速率，不但要计算传递了多基础，再结合一些实验规律，以此来研究热量传递的速率，不但要计算传递了多基础，再结合一些实验规律，以此来研究热量传递的速率，不但要计算传递了多基础，再结合一些实验规律，以此来研究热量传递的速率，不但要计算传递了多少热量，还要计算在多长时间内传递了这些热量。少热量，还要计算在多长时间内传递了这些热量
28、。少热量，还要计算在多长时间内传递了这些热量。少热量，还要计算在多长时间内传递了这些热量。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目2023/4/13532 2 传热学的基本任务传热学的基本任务 求解温度分布求解温度分布 计算热量传递的速率计算热量传递的速率 热热力力学学 +传传热热学学=热热科科学学(Thermal(Thermal Science)Science)系统从一个平系统从一个平衡态到另一个衡态到另一个平衡态的过程平衡态的过程中传递热量的中传递热量的多少。多少。关心的是热关心的是热量传递的过量传递的过程，即热
29、量程，即热量传递的速率。传递的速率。水，水，MM2 22020o oC C铁块铁块,M,M1 1300300o oC C热力学：热力学：t tm m,Q ,Q 传热学传热学认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目2023/4/1354大规模太阳能热气流综合发电大规模太阳能热气流综合发电认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目2023/4/1355热力学研究：热力学循环和能量转换效率热力学研究：热力学循环和能量转换效率1234透平能透平能量损
30、失量损失烟囱能烟囱能量损失量损失透平温降透平温降（压降）（压降）烟囱温降烟囱温降（压降）（压降）动能损失动能损失太阳能烟囱电站空气循环温熵图太阳能烟囱电站空气循环温熵图TS太阳能太阳能热气流能热气流能机械能机械能电电 能能认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目2023/4/1356传热学研究：系统内的温度、压力和速度场传热学研究：系统内的温度、压力和速度场认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目2023/4/13573 3 传热学应用举例
31、传热学应用举例自然界与生产过程到处存在温差自然界与生产过程到处存在温差传热很普遍传热很普遍日常生活中的例子：日常生活中的例子：为什么水壶的提把要包上橡胶？为什么水壶的提把要包上橡胶？认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目2023/4/1358特别是在下列技术领域大量存在传热问题：特别是在下列技术领域大量存在传热问题：动力、化工、制冷、建筑、机械制造、新能源、动力、化工、制冷、建筑、机械制造、新能源、微电子、核能、航空航天、微机电系统微电子、核能、航空航天、微机电系统（MEMSMEMS）、新材料、军事科学与技术、生命
32、科）、新材料、军事科学与技术、生命科学与生物技术学与生物技术认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目2023/4/1359航航天天器器发发射射认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目2023/4/1360坦克与周围环境的换热模拟坦克与周围环境的换热模拟认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目2023/4/1361厨房内部气体传热流动模拟厨房内部气体传热流动模拟12
33、34认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目2023/4/1362办公室办公室办公室办公室空气流动与传热模拟空气流动与传热模拟空气流动与传热模拟空气流动与传热模拟认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目2023/4/1363牛牛牛牛与周围空气传热流动模拟与周围空气传热流动模拟与周围空气传热流动模拟与周围空气传热流动模拟认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目热能动
34、力工程的理论基础热能动力工程的理论基础（3 3）流体力学流体力学流流体体力力学学是是研研究究流流体体平平衡衡和和运运动动规规律律，是是力力学学的的基基本本原原理理在在液液体体和和气气体体中中实实际际应应用的一门科学。用的一门科学。主主要要内内容容包包括括：流流体体的的物物性性；流流体体平平衡衡的的条条件件及及平平衡衡时时压压强强分分布布规规律律；理理想想流流体体和和黏黏性性流流体体运运动动的的基基本本方方程程；管管道道流流动动分分析析及管路计算；绕过物体流动及边界层理论。及管路计算；绕过物体流动及边界层理论。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度
35、重视，已经展开了“精准扶贫”项目流体力学的研究方法流体力学的研究方法理论分析方法、实验方法、数值方法相互配合，互为补充理论分析方法、实验方法、数值方法相互配合，互为补充理论研究方法理论研究方法力学模型力学模型物理基本定律物理基本定律求解数学方程求解数学方程分析和揭示本质和规律分析和揭示本质和规律实验方法实验方法相似理论相似理论模型实验装置模型实验装置数值方法数值方法计算机数值方法是现代分析手段中发展最快的方法之一计算机数值方法是现代分析手段中发展最快的方法之一1 1 研究内容和研究方法研究内容和研究方法流体力学的研究任务流体力学的研究任务 流体在外力作用下平衡和运动的规律流体在外力作用下平衡和
36、运动的规律 认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目1高尔夫球：表面光滑还是粗糙？高尔夫球：表面光滑还是粗糙？高尔夫球运动起源于高尔夫球运动起源于1515世纪的苏格兰，世纪的苏格兰，当时人们认为表面光滑的球飞行阻力小，当时人们认为表面光滑的球飞行阻力小，因此用皮革制球。后来发现表面有很多划因此用皮革制球。后来发现表面有很多划痕的旧球反而飞得更远，这个谜直到痕的旧球反而飞得更远，这个谜直到2020世世纪建立流体力学边界层理论后才解开。现纪建立流体力学边界层理论后才解开。现在的高尔夫球表面有很多窝坑，在同样大在的高尔夫球
37、表面有很多窝坑，在同样大小和重量下，飞行距离为光滑球的小和重量下，飞行距离为光滑球的5 5倍。倍。高尔夫球的表面做成有凹点的粗糙表面，高尔夫球的表面做成有凹点的粗糙表面，就是利用粗糙度使层流转变为紊流的临界雷诺就是利用粗糙度使层流转变为紊流的临界雷诺数减小，使流动变为紊流，以减小阻力数减小，使流动变为紊流，以减小阻力 。思考：乒乓球表面为什么是光滑的？思考：乒乓球表面为什么是光滑的？2 2 流体力学的应用流体力学的应用认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目2.汽车阻力：来自前部还是后部？汽车阻力：来自前部还是后部？
38、箱箱型车，阻力系数（型车，阻力系数（C CD D）很大，约为）很大，约为0.80.8。甲壳甲壳虫型，阻力系数降至虫型，阻力系数降至0.60.6。船型船型，阻力系数为，阻力系数为0.450.45。鱼鱼型，阻力系数为型，阻力系数为0.30.3，楔楔型，阻力系数为型，阻力系数为0.20.2未来型未来型汽车，阻力系数仅为汽车，阻力系数仅为0.1370.137。2 2 流体力学的应用流体力学的应用认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目（1 1）舰船、航空、航天（飞机的（风洞）实验、火箭上天）；）舰船、航空、航天（飞机的（风洞）实验、火箭上天）；（2 2）城市给排水；）城市给排水；（3 3）水利、水电（三峡水利工程）；）水利、水电（三峡水利工程）；（4 4）矿山应用。）矿山应用。流体力学的应用流体力学的应用2 2 流体力学的应用流体力学的应用