工程熱力學知識點總結

時間：2024-04-13 10:46:04 紅萍總結我要投稿

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工程熱力學知識點總結

　　總結是指對某一階段的工作、學習或思想中的經驗或情況加以總結和概括的書面材料，它可以幫助我們總結以往思想，發(fā)揚成績，為此要我們寫一份總結。你想知道總結怎么寫嗎？下面是小編幫大家整理的工程熱力學知識點總結，歡迎大家分享。

工程熱力學知識點總結

　　工程熱力學知識點總結 1

　　第一章、基本概念

　　1、邊界

　　邊界有一個特點（可變性）：可以是固定的、假想的、移動的、變形的。

　　2、六種系統(tǒng)（重要�。�

　　六種系統(tǒng)分別是：開（閉）口系統(tǒng)、絕熱（非絕熱）系統(tǒng)、孤立（非孤立）系統(tǒng)。

　　a.系統(tǒng)與外界通過邊界：功交換、熱交換和物質交換.

　　b.閉口系統(tǒng)不一定絕熱，但開口系統(tǒng)可以絕熱。

　　c.系統(tǒng)的取法不同只影響解決問題的難易，不影響結果。

　　3、三參數(shù)方程

　　a.P=B+Pg

　　b.P=B-H

　　這兩個方程的使用，首先要判斷表盤的壓力讀數(shù)是正壓還是負壓，即你所測物體內部的絕對壓力與大氣壓的差是正是負。正用1，負用2。

　　ps.《工程熱力學（第六版）》書8頁的系統(tǒng)，邊界，外界有詳細定義。

　　第二章、氣體熱力性質

　　1、各種熱力學物理量

　　P：壓強[單位Pa]

　　v：比容（

　　R：氣體常數(shù)（單位J/(kgxK)）

　　T：溫度（單位K）

　　m：質量（單位kg）

　　V：體積

　　M：物質的摩爾質量（單位mol）

　　R：8.314kJ/(kmolxK)，氣體普實常數(shù)

　　2、理想氣體方程：

　　Pv=RT

　　PV=mxR。xT/M

　　Qv=CvxdT

　　Qp=CpxdT

　　Cp-Cv=R

　　另外求比熱可以用直線差值法！

　　第三章、熱力學第一定律

　　1、閉口系統(tǒng)：

　　Q=W+△U

　　微元：δq=δw+du （注：這個δ是過程量的微元符號）

　　2、閉口絕熱

　　δw+du=0

　　3、閉口可逆

　　δq=Pdv+du

　　4、閉口等溫

　　δq=δw

　　5、閉口可逆定容

　　δq=du

　　6、理想氣體的熱力學能公式

　　dU=CvxdT

　　一切過程都適用。為什么呢？因為U是個狀態(tài)量，只與始末狀態(tài)有關、與過程無關。U是與T相關的單值函數(shù)，實際氣體只有定容才可以用

　　6、開口系統(tǒng)

　　ps.公式在書46頁（3-12）

　　7、推動功

　　Wf=P2V2-P1V1（算是一個分子流動所需要的微觀的能量）

　　a、推動功不是一個過程量，而是一個僅取決于進出口狀態(tài)的狀態(tài)量。

　　b、推動功不能夠被我們所利用，其存在的唯一價值是使氣體流動成為開系。

　　8、焓（重要�。�

　　微觀h=u+PV U分子靜止具有的內能 PV分子流動具有的能量

　　a、焓是一個狀態(tài)量，對理想氣體仍然為溫度T的單值函數(shù)。

　　b、焓在閉口系統(tǒng)中無物理意義，僅作為一個復合函數(shù)。

　　9、技術功

　　從技術角度，可以被我們利用的功

　　Wt=0.5△c^2+g△Z+Ws(軸功)

　　q=△h+Wt當忽略動位能時，Wt=Ws

　　q=△h+Ws=△PV+△u+w（膨脹功）

　　10、可逆定容的方程

　　Ws=-∫VdP 表示對外輸出的軸功。

　　與dU相同，dh=CpdT對一切理想氣體成立

　　第四章、理想氣體的熱力過程及氣體壓縮

　　1、P—V圖

　　初始點①，終止點②

　　步驟1：在①畫出4條線：等壓、等容、等溫、絕熱

　　步驟2：②在等壓線上方（下方）為升壓(降壓)

　�、谠诘热菥€右側（左側）膨脹(壓縮）功W>0（<0）

　�、谠诘葴鼐€上方（下方）升溫(降溫） △T>0（<0）

　�、谠诮^熱線上方（下方）吸熱(放熱） △Q>0（<0）

　　步驟3：寫出多變過程n的范圍

　　2、多變過程的求解步驟：

　　a、先求出所有過程的初終點P、V、T

　　b、確認各過程的多變指數(shù)n=

　　c、各過程△u=Cvx△T，△h=Cpx△T

　　d、求出Q、W、Wt

　　e、畫出P—V圖（驗算）

　　ps.書67、68頁表4-1包含了所有我們所學的基本情況（此表十分重要�。。。�

　　第五章、熱力學第二定律

　　1、熱效率η=1-Q2/Q1 （Q2取正值）

　　2、卡諾循環(huán)：

　　其意義在于指明了熱變功的極限

　　η(max)=1-T2/T1

　　3、熵變的公式推導：

　　δq=Tds=Pdv+CvdT

　　ds=P/vxdv+Cv/TxdT

　　△s=Rln(v2/v1)+Cvln(T2/T1)

　　δq=Tds=△h+Wt=-vdP+CpdT

　　ds=Cp/TxdT-R/PxdP

　　△s=Cpln(T2/T1)-Rln(P2/P1)

　　4、可逆公式小結：

　　δq=Tds

　　δw=Pdv

　　δwt=-vdP

　　第七章、水蒸氣

　　1、工業(yè)中水蒸氣是實際氣體，無法使用理想氣體的.方程。

　　2、水蒸氣的發(fā)生過程

　�、俣▔侯A熱

　�、陲柡退▔浩═不變）

　　③干飽和蒸汽定壓過熱

　　3、水蒸氣的p-v圖

　　一點：臨界點（氣液不分的點）；

　　兩線：飽和液體線（臨界點右下方曲線）

　　飽和蒸汽線（臨界點左下方曲線）

　　三區(qū)：未飽和液體區(qū)（飽和液體線左側，臨界等溫線以下）、濕飽和蒸汽區(qū)（飽和液體線以及飽和蒸汽線包圍區(qū)域）、過熱蒸汽區(qū)（飽和蒸汽線右側，臨界等溫線以下）。

　　五種狀態(tài)：未飽和水狀態(tài)、飽和水狀態(tài)、濕飽和蒸汽狀態(tài)、干飽和蒸汽狀態(tài)、過熱蒸汽狀態(tài)。

　　4、干度：x=mv/（mv+mw）

　　ps.概念以及公式在課本124、125頁（7-2）

　　第八章、濕空氣

　　1、濕空氣=干空氣+水蒸氣

　　2、分壓定律、分容積定律、質量成分、容積成分、摩爾成分、折合分子量（濕空氣）、混合氣體參數(shù)的計算、絕對濕度，相對濕度、含濕量、濕空氣的焓、干球溫度、露點溫度、絕熱飽和與濕球溫度的概念和對應相關的公式都要熟悉。

　　3、這里講解如何在焓濕圖中找含濕量、干球溫度、濕球溫度和露點溫度。

　　首先你得知道其中兩個量。

　　例子：已知一個房間內的干球溫度為25℃，含濕量為5（g/kg（a）），求濕球溫度和露點溫度？

　　首先露點溫度是干球溫度干球溫度為25℃，含濕量為5（g/kg（a））對應點垂直下來到等相對濕度為100%的線所對應的溫度。

　　其次濕球溫度是干球溫度干球溫度為25℃，含濕量為5（g/kg（a））對應點做左下方45°等焓線至等相對濕度為100%的線所對應的溫度。

　　工程熱力學知識點總結 2

　　1、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流的含義

　　穩(wěn)態(tài)：狀態(tài)不隨時間變化

　　穩(wěn)流：流量恒定

　　2、連續(xù)性方程（前提：穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流）

　　ps：書164頁公式（9-1、9-2）

　　3、絕熱穩(wěn)定流動能量方程（增速：必須以本身儲能的減少為代價，適用于任何工質、可逆和不可逆方程）

　　ps：書164頁公式（9-3、9-4、9-5、9-6）

　　4、音速：a=√（kRT）

　　理想氣體：只隨著絕對溫度而變化

　　5、馬赫數(shù)：M=c/a （a：音速； c：氣體流速）

　�、費>1 超音速

　　②M=1 臨界音速

　�、跰<1 亞音速

　　因書上的公式概念都很清晰，就不做過多介紹。

　　ps：書166、167頁（9-7、9-8、9-9、9-10、9-12）

　　6、在此介紹一下題型：

　　一、流體流過一噴管（噴管的設計計算）

　　已知Po、To（如P1、T1、c1求出滯點）、Pb（背壓或者說環(huán)境壓力）、k=1.4，求最大c。

　　設計的'觸發(fā)點為P2=Pb才能達到最大速度cm

　　解：①Pb/Po>0.528=Pc/Po 則Pb>Pc

　　故c2

　　②Pb/Po<0.528=Pc/Po 則Pb

　　故c2>c臨故c2>a

　　分類討論:若co

　　若co>c臨則為漸擴型噴管

　　二、流體流過一漸縮型噴管（噴管的校核計算）

　　已知Po、To、h2、Pb。求最大c。

　　解：①Pb/Po>0.528=Pc/Po 則Pb>Pc

　　故P(min)=Pb c

　　②Pb/Po<0.528=Pc/Po 則Pb

　　故P(min)=P臨 c=a 臨界音速

　　工程熱力學知識點總結 3

　　1. 熱力學基本概念

　　熱力學是研究能量轉化和能量傳遞規(guī)律的學科，它關注系統(tǒng)的宏觀性質和變化。熱力學的基本概念包括系統(tǒng)、界面、過程、平衡狀態(tài)、狀態(tài)方程等。

　　2. 熱力學第一定律

　　熱力學第一定律是能量守恒的表述，它表示能量的增量等于傳熱和做功的總和。數(shù)學表達式為ΔU = Q - W，其中ΔU表示系統(tǒng)內能的變化，Q表示熱的傳遞，W表示外界對系統(tǒng)做功。

　　3. 熱力學第二定律

　　熱力學第二定律描述了自然界中存在的一種過程的不可逆性，即熵增原理。它指出孤立系統(tǒng)的熵總是增加或保持不變，不會減少。熵增原理對熱能轉化和能量傳遞的方向提供了限制。

　　4. 熱力學循環(huán)

　　熱力學循環(huán)是一系列熱力學過程組成的閉合路徑，通過這個路徑，系統(tǒng)經歷一系列狀態(tài)變化，最終回到初始狀態(tài)。常見的熱力學循環(huán)有卡諾循環(huán)、斯特林循環(huán)等。

　　5. 熱力學性質

　　熱力學性質是用來描述物質宏觀狀態(tài)的物理量，常用的熱力學性質包括溫度、壓力、內能、焓、熵等。它們與熱力學過程和相變有著密切的關系。

　　6. 熱力學方程

　　熱力學方程是用來描述物質宏觀狀態(tài)的數(shù)學關系。常見的熱力學方程有狀態(tài)方程（如理想氣體狀態(tài)方程）、焓的變化方程、熵的變化方程等。這些方程對于分析和計算熱力學過程非常重要。

　　7. 理想氣體

　　理想氣體是熱力學中一種理想的氣體模型。在理想氣體狀態(tài)方程中，氣體的壓力、體積和溫度之間滿足理想氣體方程。理想氣體模型對于理解和研究氣體性質和行為非常有用。

　　8. 發(fā)動機熱力學循環(huán)

　　發(fā)動機熱力學循環(huán)是指內燃機和外燃機中進行熱能轉換的一系列過程。常見的發(fā)動機熱力學循環(huán)有奧托循環(huán)、迪塞爾循環(huán)等。通過研究發(fā)動機熱力學循環(huán)，可以優(yōu)化發(fā)動機的效率和性能。

　　9. 相變熱力學

　　相變熱力學研究物質由一種相態(tài)轉變?yōu)榱硪环N相態(tài)的過程。相變熱力學包括液體-氣體相變、固體-液體相變、固體-氣體相變等。了解相變熱力學對于理解物質的性質和行為具有重要意義。

　　總結：

　　工程熱力學是研究能量轉化和能量傳遞規(guī)律的學科，它關注系統(tǒng)的宏觀性質和變化。熱力學基本概念包括系統(tǒng)、界面、過程、平衡狀態(tài)等。熱力學第一定律表述能量守恒，熱力學第二定律描述自然界中不可逆過程的不可逆性。熱力學循環(huán)是一系列熱力學過程組成的閉合路徑，常見的有卡諾循環(huán)和斯特林循環(huán)。熱力學性質包括溫度、壓力、內能、焓、熵等，熱力學方程用于描述宏觀狀態(tài)的數(shù)學關系。理想氣體是熱力學中的理想模型，常用于分析氣體性質和行為。發(fā)動機熱力學循環(huán)研究內燃機和外燃機中的能量轉換過程。相變熱力學研究物質相態(tài)轉變的過程。通過深入了解這些知識點，我們可以更好地理解和應用工程熱力學的原理和方法。工程熱力學是一門研究能量轉化和能量傳遞規(guī)律的學科，它關注的是系統(tǒng)的宏觀性質和變化。作為工程領域中重要的學科之一，熱力學的基本概念和原理對于各種工程問題的解決和優(yōu)化都具有重要意義。

　　為了更好地理解和應用工程熱力學的原理和方法，我們需要了解一些基本概念。首先是系統(tǒng)，它是我們研究的對象，可以是一個設備、一個裝置或者一個物理系統(tǒng)。系統(tǒng)可以通過與外界交換能量和物質來進行轉化和變化。而界面則是系統(tǒng)與外界或兩個系統(tǒng)之間的接觸面。

　　在熱力學中，我們通常關注的是系統(tǒng)的過程和平衡狀態(tài)。過程是系統(tǒng)從一個平衡狀態(tài)到另一個平衡狀態(tài)的變化，可以是準靜態(tài)過程或非準靜態(tài)過程。而平衡狀態(tài)是指系統(tǒng)內各個部分之間達到了穩(wěn)定和均衡的'狀態(tài)。

　　熱力學的第一定律表達了能量守恒的原理，它告訴我們能量不會憑空消失或產生，只會在各個系統(tǒng)之間進行轉化。而熱力學的第二定律則描述了自然界中不可逆過程的不可逆性，即根據(jù)熱力學第二定律，不可逆過程總是會使系統(tǒng)的熵增加。

　　熱力學循環(huán)是由一系列熱力學過程組成的閉合路徑，常見的有卡諾循環(huán)和斯特林循環(huán)。卡諾循環(huán)是一個理想化的熱力學循環(huán)，假設了工質在等溫和絕熱兩個過程中進行轉化，以此來研究熱機的效率。斯特林循環(huán)則是由等溫和等熵兩個過程組成，用于研究外燃機的性能。

　　除了熱力學基本概念和定律之外，熱力學性質也是研究工程問題時重要的考慮因素。溫度、壓力、內能、焓和熵都是常用的熱力學性質，它們用于描述系統(tǒng)的狀態(tài)和變化。熱力學方程則是用于描述宏觀狀態(tài)的數(shù)學關系，常見的有理想氣體狀態(tài)方程和熱力學基本方程。

　　理想氣體是熱力學中的重要模型，它在分析氣體性質和行為時經常被使用。理想氣體方程和理想氣體的內能、焓和熵的表達式都是在理想氣體模型的基礎上推導出來的。理想氣體模型的假設條件包括氣體分子無體積、分子之間無相互作用力等，其實際應用范圍有一定的限制，但在工程熱力學中仍然具有重要的意義。

　　在工程熱力學中，發(fā)動機熱力學循環(huán)是一個重要的研究領域。發(fā)動機是能量轉換設備，將燃料的化學能轉化為動力能，并使車輛或機械進行工作。通過研究發(fā)動機熱力學循環(huán)，可以優(yōu)化發(fā)動機的效率和性能，提高其工作效果。常見的發(fā)動機熱力學循環(huán)有內燃機和外燃機中的能量轉換過程。

　　除了發(fā)動機熱力學循環(huán)，還有相變熱力學這一重要研究領域。相變是物質由一種相態(tài)轉變?yōu)榱硪环N相態(tài)的過程，包括液體-氣體相變、固體-液體相變、固體-氣體相變等。相變熱力學的研究對于理解物質的性質和行為具有重要意義。

　　工程熱力學是一門涉及能量轉化和能量傳遞規(guī)律的學科，重要性在工程領域不可忽視。通過深入理解和應用工程熱力學的原理和方法，我們可以更好地解決工程問題，優(yōu)化系統(tǒng)的性能和效率。

　　工程熱力學知識點總結 4

　　一、熱力學基本概念

　　1.1 熱力學系統(tǒng)

　　熱力學系統(tǒng)是指人們感興趣的某一部分空間及其內部的物質。可以根據(jù)系統(tǒng)與外界的物質交換或能量交換的情況，分別為封閉系統(tǒng)、開放系統(tǒng)和孤立系統(tǒng)。

　　封閉系統(tǒng)是指系統(tǒng)與外界無物質交換，但可以接受熱量和功的交換；開放系統(tǒng)是指系統(tǒng)與外界有物質交換和能量交換，例如常見的液體管道系統(tǒng)、蒸汽發(fā)電廠系統(tǒng)等；孤立系統(tǒng)是指系統(tǒng)與外界既無物質交換也無能量交換。

　　1.2 熱力學性質

　　熱力學性質是指系統(tǒng)的一些基本性質，包括溫度、壓力、體積、比熱容等。這些性質是描述系統(tǒng)狀態(tài)的基本參數(shù)，通過這些性質可以確定系統(tǒng)在不同狀態(tài)下的熱力學特性。

　　1.3 熱力學原理

　　熱力學原理包括熱動力學第一定律和第二定律。熱動力學第一定律指出能量守恒，即系統(tǒng)的能量變化等于系統(tǒng)所吸收的熱量和對外做的功之和。熱動力學第二定律則指出能量在自然界中的傳遞方向是不可逆的，即自然界中熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體，也不可能自動完成熱能全部轉換成功。

　　1.4 熱力學過程

　　熱力學過程是指熱力學系統(tǒng)在一定條件下的狀態(tài)變化。常見的熱力學過程包括等容過程（系統(tǒng)體積恒定）、等壓過程（系統(tǒng)壓力恒定）、等溫過程（系統(tǒng)溫度恒定）和絕熱過程（系統(tǒng)在沒有傳熱的情況下發(fā)生的變化過程）等。

　　1.5 熱力學定律

　　熱力學定律是熱力學基本原理的總結，包括克勞修斯（Clausius）表述的熱力學第二定律，熱動力學第三定律等。這些定律指導著熱力學系統(tǒng)的行為和性質，是解決熱力學問題的基本依據(jù)。

　　二、熱力學循環(huán)

　　2.1 卡諾循環(huán)

　　卡諾循環(huán)是一個理想的可逆熱力學循環(huán)，在理想氣體中進行。它由等溫膨脹過程、絕熱膨脹過程、等溫壓縮過程和絕熱壓縮過程構成�？ㄖZ循環(huán)是最有效的熱能轉換循環(huán)，它的效率只與兩個溫度相關，即高溫和低溫的溫度差。

　　2.2 布雷頓循環(huán)

　　布雷頓循環(huán)是一種常見的熱力機械循環(huán)，用于蒸汽動力設備中，如火力發(fā)電廠等。它由等壓加熱、等壓膨脹、等壓冷凝和等壓壓縮過程組成。布雷頓循環(huán)是工程實際中最常用的熱力學循環(huán)，它在燃燒設備中產生高溫高壓蒸汽，利用蒸汽能夠做功來驅動發(fā)電機。

　　2.3 朗肯循環(huán)

　　朗肯循環(huán)是一種用于制冷機和空調設備的熱力學循環(huán)，用于將低溫區(qū)域的熱量轉移到高溫區(qū)域，實現(xiàn)制冷效果。朗肯循環(huán)包括等熵膨脹、等溫壓縮、等熵壓縮和等溫膨脹過程。

　　2.4 理想循環(huán)與實際循環(huán)

　　理想循環(huán)是在假設條件下進行的熱力學循環(huán)，例如卡諾循環(huán)是在假設氣體為理想氣體、過程為可逆過程的條件下進行的。而實際循環(huán)則是考慮了系統(tǒng)內部摩擦、傳熱等因素的影響，它是真實系統(tǒng)的熱力學循環(huán)。

　　三、熱力學性能參數(shù)計算

　　3.1 熱力學效率

　　熱力學效率是指熱力學循環(huán)的能量轉換效率，它是衡量熱力學系統(tǒng)能量利用情況的.重要參數(shù)。對于燃燒設備和動力機械來說，提高熱力學效率是降低能源消耗、減少環(huán)境污染的關鍵。

　　熱力學效率通常用熱量轉換為有用功的比例來表示，例如汽輪機的效率為工作輸出功與燃料熱值之比。

　　3.2 熱力學性能參數(shù)計算

　　熱力學性能參數(shù)包括熱力學效率、熱力學循環(huán)工作過程中的熱功比、蒸汽發(fā)生器效率、汽輪機等功機械的效率計算等。這些參數(shù)的計算可以幫助工程師優(yōu)化系統(tǒng)設計、提高能源利用效率。

　　3.3 熱力學性能的實際應用

　　在實際工程中，熱力學性能參數(shù)的計算應用十分廣泛。例如在火力發(fā)電廠設計中，通過對布雷頓循環(huán)的熱力學性能進行優(yōu)化，可以提高發(fā)電效率；在空調設備設計中，通過對朗肯循環(huán)的熱力學性能進行分析，可以提高空調系統(tǒng)的制冷效果。

　　四、工程熱力學的應用

　　4.1 燃燒設備的設計與優(yōu)化

　　燃燒設備是利用燃料燃燒產生熱能的設備，其中包括鍋爐、熱風爐、熱處理爐等。通過對燃燒過程的熱力學分析，可以優(yōu)化燃燒設備的設計，提高燃燒效率，減少燃料消耗和環(huán)境污染。

　　4.2 動力機械性能優(yōu)化

　　動力機械包括汽輪機、往復式發(fā)動機等，通過對熱力學循環(huán)的性能分析，可以優(yōu)化動力機械的參數(shù)設計，提高功率輸出和能量利用效率。

　　4.3 能源設備的節(jié)能改造

　　通過對能源設備的熱力學性能進行分析評估，可以發(fā)現(xiàn)設備的能源利用問題，進而進行節(jié)能改造，提高系統(tǒng)的能源利用效率，減少能源消耗和環(huán)境污染。

　　5.4 新能源技術研發(fā)

　　隨著新能源技術的發(fā)展，諸如太陽能、風能等的利用已逐漸成為工程熱力學的研究熱點。通過對新能源技術的熱力學分析，可以提高新能源設備的能量轉換效率，推動新能源技術的發(fā)展和應用。

　　在工程實踐中，工程熱力學的應用已經深入到工業(yè)生產、能源利用、環(huán)境保護等方方面面。熟練掌握熱力學的基本概念、循環(huán)原理、性能參數(shù)計算等內容，對于工程師在工程設計、優(yōu)化和改造中將起著重要的引導和指導作用。因此，對于工程師來說，掌握熱力學知識是非常重要的。

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