热能与动力机械基础绪论.ppt

热能与动力机械基础Thermal Energy and Power Mechanics Basis
田径汽车学院内燃机系 ******@jlu.
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一、本课程的设置:专业调整后新开设的课,是社会市场发展的需要;不仅限于现代动力设备的能量转换特点;能源结构的变化、能源利用方式的更新。
21世纪的特点:信息化。问题:能源问题、污染问题。
70年代的“多、快、好、省”
过去:从内燃机角度,如何有效应用?专业化
现在:从能量转换的角度,如何更有效利用,并节省能源;
二、学本课的目的意义
了解和掌握能量转换的基本原理和节能途径,不同能源的特点、利用方法及其评价。
三、主要内容
典型的几种动力设备装置中热能的转换与利用。如




5. 制冷与空调设备中热能的利用等
6. 新能源及其利用
一、三代能源文明
人类文明的每一步,都和能源的利用息息相关。人类进化发展的过程,是一部不断向自然界索取能源的历史。
人类发现用火以来经历了三代能源文明:
1、柴薪——马车农业文明
人类第一代主体能源是柴薪。用树枝、杂草等作为燃料,用于燃烧煮食和取暖,用草饲养牲畜,靠人力、畜力并利用一些简单机械作动力,从事手工生产和交通运输活动。
从远古时代直至中世纪——农业文明时代。
第一章绪论
2、煤炭——蒸汽机工业文明
18世纪西欧产业革命开创的工业文明,逐步扩大了煤炭的利用。
蒸汽机的发明,使煤炭成为第二代主体能源。
以煤炭作燃料的蒸汽机,主要应用于使纺织、冶金、采矿、机械加工等工业,使之获得迅速发展。
同时,蒸汽机车、轮船的出现,使交通运输业得到巨大进步。
19世纪以来,电磁感应现象的发现,使得由蒸汽轮机作动力的发电机开始出现,煤炭作为一次能源被转换成更加便于输送和利用的二次能源――电能。
3、石油——内燃机现代文明
公元前250年,中国人首先发现石油是一种可燃的液体。
1854年,美国宾夕法尼亚州打出了世界上第一口油井,石油工业由此发展。
19世纪末,人们发明了以汽油和柴油为燃料的奥托内燃机和狄塞尔内燃机。
1908年,福特研制成功了第一辆汽车。此后,汽车、飞机、柴油机轮船、内燃机车、石油发电等,将人类飞速推进到现代文明时代。
到20世纪60年代,全球石油的消费量超过煤炭,成为第三代主体能源。
随着全球人口的急剧膨胀,能源消费大幅度增长。
煤炭、石油均为矿物能源,是古生物在地下历经数亿年沉积变迁而形成的,不可再生,其储量极为有限。
按现在的能源消耗,世界上石油、天然气和煤等生物化石能源,将在几十年至200年内逐渐耗尽。
另外,大量矿物能源的燃烧,是造成大气污染、“酸雨”和“温室效应”的罪魁祸首。
4、第四代绿色能源——?探索中
60年代以来,“能源革命”的呼声日渐高涨。“能源革命”的目的,是以绿色能源,(包括如核能和可再生能源,如水电能、生物质能、太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等)逐步代替矿物能源。绿色能源将有望为21世纪人类社会的发展提供持久的动力。
二、热能及动力机械概述
热能:与物质的原子和分子热运动有关的能量,
是能量利用的最基本、最主要的能量形式,
宏观现象:温差。
动力机械:将其它形式的能量转换成机械能的动力装置、设备。

在人类社会生活中的地位:不可分割的关系,各行各业离不开能源
热能与动力机械的关系:热能是动力机械的一种能源; 而动力机械是能源利用的具体体现。
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燃料类:煤炭、石油、天然气、木材、核燃料
——以热能形式利用;
水力:水的流动动能或位能转换为机械能;
太阳能:光能转换成热能;洗浴、供暖、制冷;
地热能:直接利用地热水(地热蒸汽)的热能,转换为供热,或间接地用于地热发电。
潮汐能:利用海水涨落时的能量,使之转换为其它能。
海洋能的利用:海水温差发电——通过热能→机械能→电能
风能:将空气的流动能量→机械能→电能
电能:可直接转化为机械能
2 热能的重要性:
在能量转换过程中,热能是利用能源的最基本和最主要的能量形式。
在能源利用中,我国90%以上是通过“热”的环节而利用;世界各国平均85%以上都是通过热而利用能源。