能源与节能管理基础(2)

3.定温过程：温度不变，P1V1= P2V2 4.绝热过程：工质与外界没有热量交换, pv=常数

（四）热力学第二定律 1.主要描述（理解）：

①克劳修斯说法：热不可能自发地、不付任何代价的从低温传递到高温物体。②开尔文说法：不可能从单一热源吸热，是指全部转化为功而不留下任何变化。

2.卡诺循环与卡诺定律（掌握）：

①卡诺循环：卡诺循环是由2个定温过程和2个绝热过程组成的理想循环。

热效率：ηt =1 – T2/T1（T2低温、T1高温） ②卡诺定理：

定理1：相同高温热源和低温热源间工作的可逆循环热效率相等 定理2：温度相同的高温热源和低温热源间工作的可逆热机热效率大于不可逆热机热效率

例题：一个热机循环工作在1000K和250K的两个热元之间，从高温热源吸热100KJ，做功77KJ，判断该循环是否可行，为什么？ 解：根据卡诺定律，循环热效率的极值为ηT2/T1=1-250/1000=0.75，该循环的热效率为

t k

=1 –

ηt =1-q1/q2=1-(100-77)/100=0.77，超过了卡诺循环的热效率，故该

循环不可能实现。 第二节：传热学掌握重点

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（一）导热热阻、对流热阻、辐射热阻定义

1.导热热阻：当热量在物体内部以热传导的方式传递时遇到的热阻。 2.对流热阻：在对流换热过程中，固体壁面与流体之间的热阻。 3.辐射热阻：两个温度不同的物体相互辐射换热时的热阻。 （二）毕渥数、雷诺数和普朗特数

1.毕渥数Bi：又称毕渥准则，是一个准则数，无量纲、具有物理意义，表示导热热阻与对流热阻的比值。

2.雷诺数Re：表征流体受迫流动时惯性力与黏滞力的相对比值，反映了流体流态对对流换热的影响。

3.普朗特数Pr：又称物性准则，反映流体的动量传递能力与热量传递能力的相对大小。

（三）自然对流换热：自然对流换热是因温差引起流体的密度差产生浮升力而形成的流体换热。它有层流和紊流之分，又可分成大空间和有限空间两类。

（四）辐射换热基本定律：1.普朗克定律：描述黑体辐射能量沿波长分布的规律。2.斯蒂芬-玻尔兹曼定律：描述黑体辐射力随温度的变化规律。3.兰贝特定律：描述黑体辐射能量沿半球空间方向的变化规律。 4.基尔霍夫定律（了解）：描述单色定向发射率与单色定向吸收率的变化规律。

（六）单相流体对流换热特性：两个：管内受迫流动换热；外掠单管和管束流动换热。

（七）凝结换热与沸腾换热

1.凝结分为：膜状凝结与珠状凝结。珠状凝结很不稳定，膜状凝结是

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凝结换热的主要凝结方式。 影响因素是蒸气速度、蒸气含不凝性气体、表面粗糙度、蒸气含油、过热蒸气等。增强措施是改变表面几何特征、有效排除不凝性气体、加速凝结液的排除、形成珠状凝结的方法等。 2.沸腾换热是再液体内部固液界面上形成气泡从而实现热量由固体传递给液体的过程。可分为大空间沸腾与强制对流沸腾；又可分为饱和沸腾和过冷沸腾。影响因素是不凝结气体、过冷度、液位高度、重力加速度、沸腾表面结构等。增强措施是在管表面用烧结法覆盖一层多孔铜或多孔铝或用机械加工方法使管表面形成微孔层等。 （八）强化传热与削弱传热的方法

1.强化传热方法有7种。扩展传热面；改变流动状态；改变流动物性；改变表面状况：增加粗糙度、改变表面状况；改变换热面积形状和大小；改变能量传递方式；靠外力产生振荡。

2.削弱传热的方法有2种：覆盖绝缘材料；改变表面状况。 第三节 流体力学 （一）流体的粘性

1.定义：流体内部产生的摩擦阻力

2.性质：流体的固有属性，只有在运动的时候才能表现出来 3.形成原因：一是流体分子间的引力，一是流体分子的热运动 4.变化规律：气体和液体粘性随压强的变化很小，升高气体粘性增大，液体粘性减小

（五）流体流动的状态

层流：当流场中流动的流体质点互不干扰，迹线层次分明 紊流：当流场中流动的流体质点相互掺混，杂乱无章地向某一方向

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运动

（六）边界层的概念

定义：当粘性流体以大雷诺数平滑地绕流静止物体时，在壁面附近出现一个流速由壁面上的零值迅速增至与来流速度相同数量级的薄层 处理：边界层内为粘性流体的有旋流动；边界层以外可看作理想流体的无旋流动。 （七）绕流物体的阻力

1.物体阻力分为压差阻力和摩擦阻力。

2.摩擦阻力：作用在物体表面的切向应力在来流方向上的分力总和 产生原因：流体黏性

3.压差阻力：作用在物体表面法向应力在来流方向的分力的总和。 产生原因：由于物体尾部形成旋涡使流体的能量耗损，从而形成前后压强差。

（八）泵与风机的主要性能参数

1.流量：单位时间内输送的流体量，用体积流量或质量流量表示 2.扬程（全压）：单位重量(体积)液体（气体）通过泵（风机）时所获得的能量增加值

3.功率：有效功率、轴功率和原动机功率。 4.转速：泵或风机轴每分种的转数。

5.汽蚀余量（正吸入压头）：泵汽蚀性能的重要参数 6.损失与效率：

损失：机械损失、容积损失和流动损失 有效功率：轴功率除去这些能量损失

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（九）离心式泵与风机的工况调节（P118）

1.方法：改变管路特性曲线；改变泵或风机本身性能曲线；两条曲线同时改变

2.改变管路性能曲线的调节方法

在泵或风机转数不变的情况下，调节管路阀门开度（节流），改变管路性能曲线

3.改变泵或风机性能曲线的调节方法

改变泵或风机的转数；改变风机进口导流阀的叶片角度；切削泵的叶轮外径及改变风机的叶片宽度和角度 第四节 热工测量技术 （一）数据处理

1.有效数字：将测量结果中能准确读出的可靠数字和估读出来的欠准数字。

2.“0”的使用原则：

①只与计量单位有关的数字“0”不计入有效数字；②小数点后的“0”一般不能随意省略 3.有效数字的运算 ①常数运算：根据需要

②加减法运算：计算取舍位数至比有效数字最少的多一位，结果按最少位数取

③乘除法运算：同上 4.数据修约

测量结果修约：比被测量允许误差多一个数量级

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