能量转换与利用
分享
课程详情
课程评价
spContent=无论常规能源还是新能源,都是在能量转换过程中被利用的。在能量的利用过程中,到底有多少能量是被有效利用,未被充分利用的能量被重新利用的价值有多大?通过本课程学习,让学生掌握能量利用分析方法,确定能量能量损失的关键部位,并提出改进的策略与方向,培养学生分析问题和解决问题的能力。
—— 课程团队
课程概述

能源是国民经济发展的基础,消耗能源中80%以上是通过转换为热能加以利用的。在热能的转换与利用过程中,如何提高能源利用效率?减少能量损失?通过本课程的学习,让学生掌握能量利用的分析方法(㶲分析方法),并利用现代化的分析工具(EES,Engineering Equation Solver)分析热能转换系统能量损失的关键部位,进而提出改进方案。

能量不仅有数量上的多少,还有能量品质的高低,即不同能量对外做功能力是不同的,本课程在分析能量守恒的基础上,分析能量品质高低,确定系统㶲平衡及㶲损失的关键部位,确定能量利用效率及㶲效率,从而获得求解实际工程问题的能力。

通过本门课程的学习,学生不仅掌握了解决实际工程问题工程知识和分析问题的工程科学基本原理,从而形成对实际复杂工程问题的分析和解决方案,学会利用现代化的分析工具(EES),实现利用科学的㶲分析方法,获得对复杂问题的解决方案。在课程设计过程中,培养学生团队合作、沟通交流的能力,学生掌握的能量分析方法和现代化的分析软件将成为其终身学习技能。

本课程以㶲分析为工具,让同学们在掌握不同能量㶲分析计算基本理论的基础上,形成对实际工程问题的分析和求解与改进的能力。

授课目标

  使学生掌握能量利用分析基本原理及基本方法,在掌握典型实际过程能量分析方法的基础上,对整个能量利用系统的效率及损失进行分析,确定出能量损失的关键部位及改进方法,并给出解决方案。该目标分解为以下子目标。

    1. 掌握能量转换基本原理,以及能量平衡及火用平衡基本概念与分析方法。    

 2.掌握火用计算、火用损计算基本方法、火用效率基本概念及计算方法。

    3. 培养学生理论结合实际能力,针对具体能量利用过程,具备分析问题和解决问题的能力。 

 4. 培养学生撰写报告、陈述发言、团队协作与交流的能力。


课程大纲
预备知识

    1. 内能:系统中所有分子(或原子)的动能与势能的总和,动能取决于温度,势能取决于分子间距离。

    2. 热力学第一定律:外界传递给系统的热量及对系统所做的功等于系统内能的变化。传入系统的热量为正,系统对外做功为负,则U2-U1=Q-W。对于定容系统,系统通过边界传递的热量等于内内能的增加;对于定压系统,系统通过边界传递的热量,一部分用来对外界做体积功,一部分用来提高系统的内能。

    3. 热力学第二定律:

    (1)不可能从单一热源吸取热量,使之完全变成有用功二部产生其他影响(开尔文说法),揭示了功和热式不等价的,功转换为热的不可逆性;

    (2)不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他影响(克劳修斯说法),揭示了热传递过程的不可逆性。

    (3)dS=dQ/T

    4. 热力学态函数: PVTU

    (1)强度量:系统的整体和各个部分都具有相同的值;如 PT;

    (2)广延量:系统的整体值相当于各部分值的总和,如V,U

证书要求

为了保障证书权威性,平台不再支持免费电子证书,只提供认证证书。

参考资料

教材:

1.汤学忠,热能转换与利用,冶金工业出版社;