工程热力学
工程热力学
1000+ 人选课
更新日期:2026/03/19
开课平台学银在线
开课高校华北电力大学
开课教师杜亚荣李慧君张炳东尹倩倩王惠杰
学科专业工学力学类
开课时间2025/09/01 - 2026/01/10
课程周期19 周
开课状态已结课
每周学时-
课程简介

这门课会讲什么?

《工程热力学》是能源与动力工程专业专业基础课,主要研究热能与机械能相互转换的规律,如何科学有效的利用能源,提高能量转换效率。课程的主要内容包括:

1.能量转换的基本定律;2.工质的性质与热力过程;3.热功转换设备、工作原理。

第一章基本概念 

热力系、状态及状态参数;平衡状态、状态方程;准静态过程和可逆过程及热力循环。

第二章热力学第一定律 

热力学第一定律的实质及基本表达式;能量的传递与转化;焓;闭口及开口系稳定流动能量方程及应用举例。

第三章气体和蒸汽的性质

理想气体的概念及比热;理想气体的内能、焓和熵;水蒸气的基本概念及定压汽化过程;水蒸气图表。

第四章气体和蒸汽的基本热力过程

分析热力过程的目的与方法;分析理想气体四个基本热力过程和多变过程的特性;分析水蒸气的四个基本热力过程。

第五章热力学第二定律

热力学第二定律表述及实质;卡诺循环和卡诺定理;热力学第二定律数学表达式和熵方程;孤立系熵增原理与作功能力的损失;火用平衡方程及火用损。

第六章实际气体的性质及热力学一般关系

理想气体状态方程的偏差;范德瓦尔方程、维里方程;对比态原理与通用压缩因子图;麦克斯韦关系式;熵、内能、焓的一般关系式;比热的一般关系式;热系数。

第七章气体与蒸汽的流动

稳定流动基本方程;促使流动改变的条件;喷管计算;背压变化对喷管流动的影响;绝热节流及其在工程上的应用。

第八章压气机的热力过程

压缩机的工作原理和理论耗功;余隙容积的影响;多级压缩和中间冷却;叶轮式压气机的工作原理。

第九章气体动力循环

分析循环的一般方法;活塞式内燃机的理想循环及热力学分析;燃气轮机装置循环的分析计算及提高循环热效率的方法。

第十章蒸汽动力循环装置

蒸气动力装置、朗肯循环及其热效率分析;提高循环热效率的方法及途径(改变蒸汽参数,再热循环,回热循环);热电联产循环;燃气-蒸汽联合循环。

第十一章制冷循环

逆向卡诺循环;空气压缩制冷循环;蒸气压缩制冷循环;其它制冷循环;制冷剂及其热力性质。

第十二章理想气体混合物及湿空气

混合气体的概念及其热力学能、焓、熵和比热的计算。湿空气的概念及焓湿图应用。

本课程的教学目的和主要任务是使学员掌握热功转换的基本规律,并能正确运用这些规律、定理、定律及重要结论进行热力过程和循环的分析计算。为学员学习专业课程提供必要的基础理论知识,并在工作中解决生产实际问题和参加科学研究工作打下一定的理论基础。


你将收获什么?

通过该课程的学习,为掌握相关专业课程的理论知识打下良好的基础。同时掌握能量转换规律,能够进一步掌握能量不仅有“量”还有“”,是两者的统一关系。因此,本课程是节能降耗的理论基础。通过掌握本课程理论知识,可以在生产实践中更加有效地提高能量利用率,实现节能降耗。

适合什么人学习?

从事能源与动力工程、化工与制药类、航空航天类、机械类、交通运输类、核工程与技术类及土建类等专业学员。

课程大纲

课程章节

  • 第一 章 基本概念及定义
  • 第二章 热力学第一定律
  • 第三章 气体和蒸汽的性质
  • 第四章 气体和蒸汽的基本热力过程
  • 第五章 热力学第二定律
  • 第六章 实际气体的性质及热力学一般关系式
  • 第七章 气体与蒸汽的流动
  • 第八章 压气机的热力过程
  • 第九章 气体动力循环
  • 第十章 蒸汽动力装置循环
  • 第十一章 制冷循环
  • 第十二章 理想气体混合物及湿空气

第一 章 基本概念及定义

1.1 热能和机械能相互转化的过程

1.2 热力系统

1.3 工质的热力学状态及状态参数

1.4 基本状态参数

1.5 平衡状态、状态方程式、坐标图

1.6 准平衡过程

1.7 可逆过程

1.8 过程功和热量

1.9 热力循环

第二章 热力学第一定律

2.1 热力学第一定律的实质、热力学能和总能

2.2 能量的传递与转化及焓

2.3 热力学第一定律的基本能量方程式

2.4 开口系能量方程式及应用

第三章 气体和蒸汽的性质

3.1 理想气体的概念

3.2 理想气体的比热容

3.3 理想气体的热力学能、焓和熵

3.4 水蒸气饱和状态和相图

3.5 水的汽化过程和临界点

3.6 水和水蒸气的状态参数

第四章 气体和蒸汽的基本热力过程

4.1 理想气体热力过程分析的一般方法及可逆多变过程

4.2 理想气体可逆典型过程分析

4.3 理想气体可逆典型过程曲线

4.4 理想气体热力过程综合分析

4.5 理想气体热力过程综合分析及应用

4.6 水蒸气的基本过程

第五章 热力学第二定律

5.1 热力学第二定律

5.2 可逆循环分析及其热效率

5.3 卡诺逆循环及概括性卡诺循环

5.4 多热源的可逆循环及卡诺定理

5.5 熵参数

5.6 热二律熵表达式、绝 热过程分析及闭口系熵方程

5.7 开口系熵方程、孤立 系统熵增原理

5.8 㶲参数的基本概念及热量㶲

5.9 冷量㶲

5.10 能量贬值原理、工质㶲

5.11 㶲平衡方程及㶲损

第六章 实际气体的性质及热力学一般关系式

6.1 压缩因子及范德瓦 尔方程和R-K方程

6.2 对应态原理、通用压缩因 子图、维里方程及特性函数

6.3 麦克斯韦、热力学能、 焓、熵和比热容的一般关系式

第七章 气体与蒸汽的流动

7.1 稳定流动的基本方程式

7.2 促使流速改变的条件

7.3 喷管、扩压管内参数特性

7.4 喷管的流速计算

7.5 喷管的流量和尺寸计算

7.6 背压变化时喷管内流动过程分析、有摩阻的绝热流动

7.7 绝热节流

第八章 压气机的热力过程

8.1 单级活塞式压气机的单级活塞式压气机工作原理和理论耗功量

8.2 单级活塞式压气机余隙容积的影响

8.3 多级压缩和级间冷却和叶轮式压气机的工作原理

第九章 气体动力循环

9.1 循环分析的目的与一般方法

9.2 活塞式内燃机循环的简化

9.3 活塞式内燃机理想循环分析

9.4 活塞式内燃机各种理想循环的热力学比较

9.5 燃气轮机装置循环

第十章 蒸汽动力装置循环

10.1 简单蒸汽动力装置循环---朗肯循环

10.2 简单蒸汽动力装置循环---朗肯循环热效率分析

10.3 简单蒸汽动力装置循环---实际循环热效率分析

10.4 再热循环、回热循环

10.5 热电联产(供)循环、蒸汽-燃气联合循环

第十一章 制冷循环

11.1 概述

11.2 压缩空气制冷循环

11.3 压缩蒸汽制冷循环

11.4 制冷剂和热泵循环

第十二章 理想气体混合物及湿空气

12.1 理想气体混合物及其比热容、热力学能、焓和熵

12.2 湿空气及其状态参数

12.3 湿空气状态参数及干/湿球温度

12.4 湿空气的焓-湿图及工业应用

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