西安交通大学本科课程-热工基础-01第一章 能源概论

西安交通大学热流中心课程名称：热工基础(FundamentsofThermodynamicsandHeatTransfer)教材：热工基础与应用(傅秦生等编)教学计划：总学时48，其中主讲44学时，实验4学时。学分：2.5扩展参考教材：工程热力学沈维道等编（第三版）传热学杨世铭等编(第三版)教学环节：主讲、习题、作业、实验、答疑、考试。参考教材:蒋汉文主编.热工学.北京：高等教育出版社1994西安交通大学热流中心西安交通大学热流中心西安交通大学热流中心西安交通大学热流中心热工基础与应用是讲授热能和机械能相互转换基本理论和热量传递规律、以提高热能利用完善程度的一门技术基础课。希望通过同学们和老师的共同努力，圆满完成本学期的教学和学习任务。西安交通大学热流中心第一章能源概论第一节热能及利用(ThermalEnergyanditsUtilization)一、能源(EnergySources)为人类一生产和日常生活提供各种能量和动力的物质资源。西安交通大学热流中心•自然界的能源％）％（热能热能－－－－－－－－－地热能太阳能热能裂变（聚变）核燃料－－热能（化学能）燃烧（植物）生物质天然气石油煤9085机械能海洋潮汐能风能水力能西安交通大学热流中心•能源的分类类别常规能源新能源一次能源煤、石油、天然气、水力能等核能、太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能等二次能源煤气、焦炭、汽油、柴油、液化气、电力、蒸汽等沼气、氢能等更多的分类请看p1~2西安交通大学热流中心•中国能源结构西安交通大学热流中心•中国原油需求预测西安交通大学热流中心•“安---纳线”与“安---大线”西安交通大学热流中心•能源储备的比较国家原煤/t原油/t天然气/m3水电/(kW•h/a)铀/×103t中国1.145×10113.3×1091.7×10121.923×1012－美国2.045×10113.8×1094.6×10123.76×1011356.1世界合计1.0439×10121.41×10101.42×10141.4546×10132083.7中国人均9531.416×1031603kW•h/a－美国人均962151.184×1051504kW•h/a－世界人均209282.84×1042909kW•h/a中国、美国与世界能源储备的比较（1994）西安交通大学热流中心项目中国日本美国英国总的能源利用效率30575140其中：工业35787767电力24303027交通15252520民用25803070能源利用率(%)各国能源利用效率污染温室效应酸雨(SO2,NOx)臭氧层破坏放射性污染粉尘西安交通大学热流中心二、热能的合理利用1、直接利用冶金、化工、食品、干燥等工业和生活应用。2、间接利用将热能转化成机械能或电能。热能－－－－机械能（或电能）如：热力发电厂、车辆、船舶、飞机等动力装置。为了有效、经济地利用热能，提高热能的利用率，需要掌握有关热能及其转换和热量传递有关规律的科学－－热工基础。(ThermalEnergy--------MechanicalEnergy)西安交通大学热流中心三、能量转换装置简介1、热能动力装置如：（1）蒸汽动力装置（2）内燃机（3）燃气轮机装置（4）核动力装置2、制冷装置如（1）冰箱（2）空调西安交通大学热流中心1、热能动力装置（热电厂）PowerPlant西安交通大学热流中心蒸汽动力装置原理图西安交通大学热流中心蒸汽动力装置简图西安交通大学热流中心蒸汽动力装置简图(Turbine)(Boiler)(FeedPump)(Condenser)西安交通大学热流中心1netQWtnet21WQQ热效率(ThermalEfficiency)西安交通大学热流中心2、制冷装置冰箱(refrigerator)西安交通大学热流中心制冷系数net2WQCoefficientofPerformance(COP)西安交通大学热流中心空调(Air-condition)西安交通大学热流中心空调西安交通大学热流中心第二节热工基础的主要内容及研究方法热工基础与应用是研究热能利用的基本原理和规律，以提高热能利用经济性为主要目的的一门学科。一、研究内容1、基本概念与基本定律。二、研究方法热力学研究方法1、宏观的研究方法（宏观方法研究的热力学叫做宏观热力学，也叫做经典热力学）2、常用工质的热力性质。3、热力过程和循环的分析研究及计算。４、热量传递的三种基本方式及换热器。西安交通大学热流中心热力学第一定律、第二定律等基本定律是宏观方法的基础。2、微观的研究方法应用统计法则和概率法则的研究方法就是微观的研究方法。传热学研究方法在基本定律的基础上，研究的方法有：数值计算；实验研究。解析法；