制冷空调专业基础与实务之专业基础知识.pdf

北京制冷学会 2013年初级继续教育培训专业基础知识郭航教授北京工业大学环境与能源工程学院制冷与低温工程系 . E-mail: ******@bjut. Tel.: 67391612-8311 主要内容热工学基本概念;热力学第一定律;热力学第二定律;水蒸气和湿空气;气体和蒸气的流动;制冷空调基础;等。工程流体力学及泵与风机流体动力学;流动阻力和能量损失;管道计算;特定流动分析;泵和风机与网络系统的匹配;等。热工测试技术测量技术基本知识;温度测量;压力测量;流速测量; 流量测量;热流测量;等。热工学基本概念热力学系统:在热力学中,把某种边界所包围的特定物质或空间称为热力学系统,简称热力系或系统。与外界没有任何物质交换的热力系称为闭口系。与外界有物质交换的热力系称为开口系。与外界没有热量交换的热力系称为绝热系。与外界没有任何能量和物质交换的热力系称为孤立系。系统内各处性质均匀一致的热力系称为均匀系。热工学基本概念热力状态:热力系某一瞬间的宏观物理状况称为系统的热力状态,简称状态。热力状态反映着工质大量分子热运动的平均特性。在不受外界影响的条件下,系统宏观性质不随时间改变的状态称为平衡状态。系统内部以及系统与外界之间不存在任何不平衡势是实现热力学平衡的充分必要条件。热工学基本概念状态参数:描写系统宏观状态的物理量称为状态参数。内参数:与外界参考系无关,完全取决于系统本身的物理状况。如:压力、温度、内能等。外参数:由外部参考系决定的状态参数。如:系统的高度、运动速度等。强度量:与物质质量无关,如压力、温度等。尺度量:与物质质量成比例,如内能、体积等。热力学第零定律:若两个热力系分别与第三个热力系热平衡时,那么,这两个热力系彼此也处于热平衡。热工学基本概念功:在力的推动下,通过有序运动的方式传递的能量。热量:在温差的推动下,通过微观无序运动的方式传递的能量。功和热量都是能量传递的量度,只在传递过程中才有意义。是迁移能。热力过程:热力系的宏观状态随时间发生变化,就是系统经历了热力学过程,简称热力过程或过程。准静态过程:系统状态变化的每一步,系统都处于平衡状态的过程。热工学基本概念可逆过程:一个系统从某一状态出发,经过任意过程A 到达另一状态,若存在着另一过程,他能使系统和外界均复原,则过程A被称为可逆过程。如果能量转换过程中存在着耗散效应,使有序能转变成了无序能,则过程必是不可逆过程。有限势差推动的过程也是不可逆过程。可逆循环:全部由可逆过程组成的循环。不可逆循环:含有不可逆过程的循环。正循环。逆循环。热工学热力学第一定律表述:自然界的能量有各种各样的表现形式。能量既不会被创生,也不会被消灭。能量只能从一个系统传递到另一个系统,或从一种形式转变为另一种形式。而能量的总量是保持不变的。对于热力系统而言,加给系统的热量等于系统总能量的增加与对外作功之和。 Q=DE+W 总能量:是内能、宏观动能和宏观势能的总和。实质:热力学第一定律是能量守恒和转换定律在具有热现象的能量转换中的应用。热工学热力学第一定律内能:是下列各能量的总和。分子热运动形成的内动能; 分子间的相互作用力形成的内势能; 维持一定的分子结构的化学能、原子核内部的原子能以及在电磁场作用下的电磁能量。焓:状态参数之一,可理解为流动工质所携带的能量。H=U+pV 比焓:h=u+pv 热工学理想气体理想气体:分子都是弹性的不占体积的质点,分子相互之间没有作用力。理想气体状态方程:pV=nR mT 其中:通用气体常数R m= J/(mol?K) 比热:在准静态过程中单位物量的物体温度升高1K所需的热量。c=dq/dT 定压比热大于定容比热。气体比热与温度、压力有关。理想气体的比热仅是温度的函数。