思维导图

四、教学内容、要求及学时分配：（一）理论教学：1．基本概念（4学时）热力系统的选择和划分，热力平衡状态、准静态过程和可逆过程，热力循环的概念，基本状态参数的特征。重点：工程热力学的基本概念及定义难点：准静态过程的功；热量：热量和功的类比。2．热力学第一定律（8学时）理解热力学第一定律的实质和内容；掌握闭口系统能量方程式、稳定状态稳定流动能量方程、焓、轴功的相关公式及计算；掌握稳定流动能量方程式的应用。重点：能量守恒方程式与应用。难点：焓参数的应用。3．理想气体内能、焓、熵和比热（4学时）掌握理想气体内能、焓、比热和熵的计算；了解理想气体混合物的相关计算。重点：理想气体状态参数变化量的计算。难点：理想气体的熵变计算。4．热力过程（4学时）了解热力过程分析概述；掌握定容过程、定压过程、定温过程、定熵过程、多变过程五种典型热力过程状态参数、功量与热量的计算以及它们的图示。重点：各热力过程中功量与热量、状态参数的计算。难点：多变过程的计算分析，图示。5．热力学第二定律（8学时）理解热机循环与制冷循环、热力学第二定律、可逆过程与不可逆过程，掌握卡诺循环、卡诺定理和热能的可用性。掌握状态参数熵的计算，理解不可逆过程熵的产生、热力过程在温熵图上的表示与分析、掌握孤立系统熵增原理、系统的作功能力与不可逆损失的计算、理解火用的概念和应用。重点：掌握孤立系统熵增原理，判断过程方向。难点：熵变计算与系统作功能力计算、热能的可用性分析。6．气体的流动（6学时）理解稳态稳流气体的基本方程、喷管流动基本特性；掌握气体的流速与临界流速计算、气体流量与喷管尺寸计算；了解喷管效率、绝热滞止、绝热节流。重点：气体的流速与临界流速计算、气体流量与喷管尺寸计算。难点：喷管的选型。7．压气机的压气过程（4学时）了解压气机的压气过程；理解活塞式压气机的压气过程；掌握单级压缩和多级压缩的耗功量计算；理解压气机效率。重点：掌握压气机的理论分析计算。难点：压气机的图示分析。8．水蒸气（2学时）了解水蒸汽的产生过程：理解水蒸汽的饱和状态，水蒸汽的热力性质图、表；掌握水蒸汽的热力过程计算。重点：水蒸汽的热力性质图、表及用于热力过程计算。难点：饱和状态；图表应用。9．制冷循环（2学时）掌握供热系数、制冷系数、制冷能力概念，理解解空气压缩式制冷循环，蒸汽压缩式制冷循环，蒸汽喷射式和吸收式制冷循环，了解制冷剂及热力性质。重点：制冷循环的工作原理难点：制冷系数的确定10．湿空气（2学时）掌握湿空气的相关概念和定义，学会使用焓－含湿量图，了解湿空气的热力过程。重点：湿空气的相关概念和定义难点：使用焓－含湿量图11．*动力循环理解动力循环的目的及一般方法，热力学基本定律的应用。掌握朗肯循环、再热循环和回热循环及提高热效率的途径。重点：各种循环过程分析难点：各种循环效率计算第1单元第2单元状态量变化引起过程量传递功能作用描述参量封闭作用功能+状态轨迹体界面外界内部平衡状态均匀状态状态坐标图上图示连续曲线封闭曲线面积改变状态交换能量复原状态交换能量内部平衡（均匀）状态内平过程内平循环状态图示平衡均匀状态热力状态某一特性描述状态参数TPvuhsW（功量）q（热量）m（质量）线面点热力学第一、第二定律支配具体指定的研究对象宏观热力系种类、特征，内含工质表现瞬间宏观性质总称变化状态封闭首尾相连过程外连外界工质的性质不受外力作用宏观性质不随时间改变关系循环描述参量第3单元用于实际气体突破理气模型产生P→0v→∞分子无体积、分子间无作用力p-v-t关系状态方程物性参数气体常数物性参数、热温关系、比热容迈耶公式（比热差）绝热指数（比热比）物性参数、内能、焓、熵计算理想气体实际气体偏差Pv≠RT相变压缩因子对应态原理其他状态方程范德瓦尔方程通用压缩因子图实际气体的修正与性质计算（结合热力学一般关系式）简化近似能量转换载能体常用气态工质+热量计算第4单元应用于热过程的特殊形式存在摩擦一般热力系用于热动装置能量守恒原理热力学第一定律基本能量方程功和能量计算图示功损热产稳定流动能量方程开口系能量方程闭口系能量方程能量方程具体应用形式热变功实质联系共性第5单元n=∞n=0n=1n=k0无摩研究热力过程的目的和任务优化过程、提高能质转换率过程分类稳定过程非稳定过程状态量定值过程量定值多变过程绝热过程绝功过程定容过程定压过程定温过程定熵过程有摩绝热无摩绝热不膨胀做功不做技术功混合过程充气过程放气过程参变规律能质交换过程方程参变规律过程图示能量转换呼应呼应n=c影响消耗机械功消耗高压蒸汽压气机引射器活塞式叶轮式径流式轴流式引射系数单级多级中冷绝热内效率余隙容积理论耗功实际产气量↓实际耗功↑WCTWcnWcs第6单元内平无摩0方向条件Sg=0Sg0=0闭口用途核心实质热力学第一定律局限热力学第二定律任务：过程进行的方向、条件、限度热力学第二定律基本表达式熵方程△S=Sf,m+Sf,q+Sg过程：方向性不可逆性熵产Sg可用能不可逆损失L=T0(△S)孤=T0Sg孤立系熵增原理（△S）孤=Sg≥0克劳修斯积分式210,0TQTQ不可逆过程可逆过程卡诺定理卡诺循环热力学温标1.判断循环过程可逆与否（△S）孤=0210TQηt=ηtc=112TT∮可逆（△S）孤0210TQηtηtc∮不可逆（△S）孤0210TQηtηtc∮不可能2.计算熵变和不可逆损失途途闭口绝热循环应用用途条件限度火用火无火用损火用损为零火用损大于零第7单元第8单元结构特征数字化水蒸气性质表水蒸气热力过程水蒸气热力过程热力循环设计计算图形化热力过程水蒸气产生过程饱和状态饱和参数气化气化潜热蒸发沸腾凝结（冷凝）过热过热度过冷湿蒸汽干度x湿度yT-S图P-v图h-s图水蒸气定压（定熵）流动稳定流动基本方程组质量守恒方程能量守恒方程熵方程物性方程在有摩擦流动喷管中绝热节流定熵流动基本方程定熵流动特性方程喷管流动计算改变流动的主要条件绝热流动不可逆绝热（非定熵）流动可逆绝热第9单元第10单元湿空气饱和湿空气未饱和湿空气绝对湿度ρ相对湿度φ含湿量d焓H湿球温度tw露点温度tdH-d图湿空气热力过程加热冷却过程冷却去湿过程绝热加湿过程加热加湿过程绝热混合过程热力计算工具=11耗热耗功制冷循环空气压缩制冷蒸汽压缩制冷吸收式制冷其它制冷制冷剂制冷系数喷射制冷热电制冷涡流管制冷