补充BK0230BK0310段路基土石方技术交底书.doc.ppt
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1、热能与动力机械基础Thermal Energy and Power Mechanics Basis,主讲:林学东 教授单位:汽车学院内燃机系联系电话:15043097900 85095271(O),专业调整后新开设的课,是社会发展的需要,一、本课程的设置,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:能源及地球环境污染问题。,过去:从内燃机角度,如何有效应用?专业化现在:从能量转换角度,如何更有效利用,并节能而且环保。,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
2、转换与利用。如1内燃机中的热功转换2涡轮机及喷气发动机中的热功转换3锅炉及换热器中的热能的利用4热力发电的基本原理5.制冷与空调设备中热能的利用等6.新能源及其利用,二、学本课的目的意义,主要参考教材:热能与动力机械基础 王中铮 主编 机械工业出版社 出版 四、考核方式和要求本专业的学科基础课考试课:平时占2030%,期末考试7080%;平时成绩:作业 平时出勤情况,一、三代能源文明 人类文明的发展,都和能源的利用息息相关。人类进化过程,是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柴薪。树枝、杂草等作为燃料,用于燃烧煮食和取暖;用草饲
3、养牲畜,靠人力、畜力+利用一些简单机械作动力,从事手工生产和交通运输活动。从远古时代至中世纪,在马车的低吟声中,人类渡过了悠长的农业文明时代。,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。煤气灯的使用,照彻人类漫长夜。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25
4、0,中国人首先发现石油是一种可燃液体。1854年,美国宾夕法尼亚州打出了世界上第一口油井,石油工业由此得到发展。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,福特研制成汽车并量产。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
5、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H2?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,是以绿色能源逐步代替矿物能源。绿色能源: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。绿色能源有望为21世纪人类社会的发展提供持久的动力。,石油能源存在的问题,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。,二、热能及动力机械概述,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
6、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。,燃料类:煤炭、石油、天然气、木材、核燃料 以热能形式利用;水利: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核能:,1自然界能源的存在形式,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。,2 热能的重要性,在能源利用中,我国90%以上是通过“热”的环 节
7、而利用;,世界各国平均85%以上都是通过热而利用能源。,第一章 基本概念,热能利用装置和动力机械的特点:都属于能量的传递、转换和利用的设备。所以,在能量的传递、转换和利用过程中必有共同的规律和共同的内容。故本章的主要内容:介绍这种能量传递及转换利用过程中的基本概念 要求:了解和掌握能量转换原理和特点、方式,第一节 热能及其利用,一、能量的存在形式能量?:产生某种效果或变化的能力。产生某种效果或变化过程中伴随能量的消耗和转换。能量的类型:6种1机械能:包括动能、位能(势能)、弹性能、表面 张力能。W=F*x 特点:以功的形式表现,有效地转化为其它形式的能2热能:与原子和分子的运动有关的能量。特点
8、:宏观上以温度的高低表现;是基本的能量形式其它形式的能都能完全转换 为热能。,3电能:与电子的流动和积累有关的能。特点:以静电场能或感应电场能的形式贮存;以电流形式传递电能;能有效地转换为其它形式的能。4辐射能(电磁能):物体以电磁波形式发射的能。特点:以电磁射线形式表现;根据电磁波的波长分为 射线、x射线、热辐射、微波、毫米射线、无线电波等。热辐射是原子振动而产生的电磁能,包括紫外线、可见光射线、红外线等波长及其范围。辐射强度与物质温度有关,并产生热效应叫热辐射。,5化学能:仅以贮存形式存在的能量形式。如燃料的化学能。特点:与其它物质的原子和分子相结合时释放出来。如通过燃烧将化学能转换为热能
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