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暖通空调基础知识课件.ppt


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第一部分工程热力学
第二部分传热学
第十章暖通空调基础知识
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第一部分工程热力学 第一节基本概念
热力系
一、定义
热力系:人为规定的热力学研究对象。
外界:热力系以外,与热力系发生物质、能量交换的的物质系统。
边界:热力系和外界的分界面。热力系通过边界和外界进行功量、热量和物质的交换。
边界可以是实际的容器壁面,也可以是假想的封闭曲面。可以是固定的,也可以是可移动或胀缩的。
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二、分类
开口系:与外界有物质交换。
闭口系:与外界无物质交换。
绝热系:与外界无热量交换。
孤立系:与外界既无能量交换,有无物质交换。
简单可压缩系:由可压缩流体构成,通过体积变化而实现热能转换。
热源:是一种特殊的热力系,具有无限大热容量,即在从热源吸收或向热源放出有限热量时,热源本身的温度不变,如大气和海洋等。
按系统内部的状况不同,还可以将热力系分为:单元系、多元系、单相系(或称均匀系)、复相系(或称非均匀系)等。
工质的状态及其状态参数
一、热力学状态
:用来实现能量相互转换的媒介物质。工程中常用的工质是可压缩的流体(水蒸汽、燃气,空气等)。
:热力系在某一瞬间呈现的宏观物理状态。
:描述系统所处状态的宏观物理量。
描述热力系平衡状态时,可以用少量几个表征系统性质的称为状态参数的物理量来描述。例如一定质量的气体组成的系统,为了描述它,不必知道单个气体分子的信息(如速度或动量等),而只要用如压力、容积、质量、温度等几个宏观变量即状态参数描述。所以系统的状态是用系统的状态参数来表示,若这些状态参数有确定的值,那么系统状态就确定了。
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常用的有:温度T、容积V、压力p、焓H、熵、内能U。
特点:数值大小仅取决于给定的状态;参数变化量仅取决于初、终状态。
二、基本状态参数
状态参数中比容、压力、温度是可以由仪表直接测量得到的参数,称作基本状态参数。
(v,单位m3/kg):单位质量工质所占有的体积。`
显然,比容和密度之间互为倒数。
(p,单位Pa):单位面积上所承受的垂直作用力。根据分子运动论,气体的压力是分子运动撞击在单位面积上呈现的平均作用力。
工程上常用的单位:兆帕(1Mpa=106Pa);巴(1bar=105 Pa);
标准大气压(1atm=101325Pa)。
:描述系统冷、热状况的状态参数,标志物体内部分子无序运动的剧烈程度。温度的高低通常用温标来表示,常用的温标有:
(1)热力学绝对温标(热力学温度或绝对温度): 开尔文在热力学第二定律的基础上,从理论上引入的与测温物质性质无关的温标。它可作为标准温标,一切经验温标均可以用此温标来校正。它的符号为T,单位为K(称“开尔文”)。
(2)摄氏温标:
符号为t、单位℃。,℃。和热力学温标的关系为:
t(℃)=T(K)-
另外常用的温标还有华氏温标和朗肯温标。
热平衡定律(热力学第零定律):分别与第三个系统处于热平
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衡(相互之间没有热量传递)的两个系统,它们彼此也必定处于热平衡。处于热平衡状态的系统温度必然具有相同的温度。
三、平衡状态
实验表明,一个不受外界影响的系统,无论它的初始状态如何,经过充分长时间后,它必将达到这样一种状态,系统的宏观 性质不随时间变化,即达到平衡状态。
:没有外界作用的条件下,系统的宏观性质不随时间而变化的状态。
:一切不平衡势差全部消失。
对于一个状态可以自由变化的热力系,如果系统内以及系统与外界的一切不平衡势差均不存在,则热力系一切可见的宏观变化将停止,这时热力系处于平衡状态。
:具有确定的状态参数。
热力过程、准平衡过程与可逆过程
热力过程:热力系由一状态向另一状态变化时所经历全部状态的总和。
一、准平衡过程
:在热力过程中,不平衡势差无限小,热力学所经历的一系列状态都无限接近于平衡状态的热力过程。
:推动过程进行的势差无限小。
:由于热力系经历的过程中每一状态均可称为平衡态,

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  • 时间2015-10-26