1、 第一章 能 源 概 述 第一节第一节:自然界的能源及其利用自然界的能源及其利用 第二节第二节:热能的合理利用热能的合理利用 第三节第三节:热工基础的研究对象、内容和方法热工基础的研究对象、内容和方法 第一节第一节 自然界的能源及其利用自然界的能源及其利用 能源与我们每人息息相关，每天用电、用煤能源与我们每人息息相关，每天用电、用煤气、使用机械及利用太阳能等等。能源的开发和气、使用机械及利用太阳能等等。能源的开发和利用水平是衡量社会生产力和社会物质文明的重利用水平是衡量社会生产力和社会物质文明的重要标志。要标志。掌握能源知识，不但对能源类专业人才是必掌握能源知识，不但对能源类专业人才是必需的，
2、而且对于其它专业培养复合人才和高素质需的，而且对于其它专业培养复合人才和高素质人才也是不可缺少的。人才也是不可缺少的。一一 能源及其分类能源及其分类 能源：指可向人类提供各种能量和动力的物质资源。能源：指可向人类提供各种能量和动力的物质资源。(一一)按来源分按来源分 1.太阳能太阳能 包括间接来自太阳的能量包括间接来自太阳的能量 2.来自地球本身的能量来自地球本身的能量(1)(1)地热地热(2)(2)原子核能原子核能 3.引力能引力能 （二）按形态分（二）按形态分 1.一次能源一次能源 可再生能源和非再生能源可再生能源和非再生能源 2.二次能源二次能源 电力、煤气、石油及其制品电力、煤气、石油
3、及其制品 （三）按使用程度和技术分（三）按使用程度和技术分 1.常规能源常规能源 2.新能源新能源 在在现有技术现有技术条件下条件下,人们已经大规模生产和人们已经大规模生产和 使用的能源使用的能源尚未大规模使用或尚在研究开发阶段的能源尚未大规模使用或尚在研究开发阶段的能源 （四）按污染程度分（四）按污染程度分 1.清洁能源清洁能源 2.非清洁能源非清洁能源（五）按性质分（五）按性质分 1.含能体能源含能体能源 集中储存能量的含能物质集中储存能量的含能物质 2.过程性能源过程性能源 物质运动过程产生和提供物质运动过程产生和提供的能量，无法储存并随着物质运动过程结束的能量，无法储存并随着物质运动过
4、程结束而消失而消失 二、能源的利用与社会历史发展二、能源的利用与社会历史发展 （一）薪柴时期（一）薪柴时期 生产力水平和生活水平很低生产力水平和生活水平很低（二）煤炭时期（二）煤炭时期 1818世纪工业革命开始，蒸汽世纪工业革命开始，蒸汽机成为生产的主要动力；机成为生产的主要动力；1919世纪后期出现了电能，世纪后期出现了电能，电动机作为动力。社会生产力大幅度增长，生活电动机作为动力。社会生产力大幅度增长，生活水平有了极大提高水平有了极大提高 （三）石油时期（三）石油时期 20世纪世纪50年代开始，石油和天然气作为主要年代开始，石油和天然气作为主要能源，创造了人类历史上空前的物质文明。能源，创
5、造了人类历史上空前的物质文明。21世纪开始，核能成为世界能源的重要角色，世纪开始，核能成为世界能源的重要角色，同时煤炭清洁技术的开发和利用，一个清洁能源同时煤炭清洁技术的开发和利用，一个清洁能源的时代也将随之而来。的时代也将随之而来。总之，能源和人类历史发展密切相关。总之，能源和人类历史发展密切相关。三、能源与国民经济和人民生活三、能源与国民经济和人民生活 现代化生产是建立在机械化、电气化和自动化现代化生产是建立在机械化、电气化和自动化基础上的高效生产，无论工业和农业都离不开能源基础上的高效生产，无论工业和农业都离不开能源动力。动力。能源消费弹性系数能源消费的年增长率能源消费弹性系数能源消费的
6、年增长率国国民经济生产总值的年增长率，发展中国家大于民经济生产总值的年增长率，发展中国家大于1 1，发，发达国家小于达国家小于1 1。总之，社会和国民经济的发展，人民生活的不总之，社会和国民经济的发展，人民生活的不断改善都离不开能源。断改善都离不开能源。四、能源与环境四、能源与环境（一）温室效应与热污染（一）温室效应与热污染 过多的过多的二氧化碳不阻碍太阳辐射中的可见光，但二氧化碳不阻碍太阳辐射中的可见光，但却较多的吸收地面红外辐射，减少了地球表面散失却较多的吸收地面红外辐射，减少了地球表面散失到宇宙的热量，导致温度升高，称到宇宙的热量，导致温度升高，称“温室效应温室效应”。冷却水排热造成了另
7、一种冷却水排热造成了另一种“热污染热污染”。（二）酸雨（二）酸雨 煤炭燃烧产生的二氧化硫和氮氧化合物被雨水吸煤炭燃烧产生的二氧化硫和氮氧化合物被雨水吸收形成酸雨。破坏水生态系统，腐蚀物体，影响饮收形成酸雨。破坏水生态系统，腐蚀物体，影响饮用水质量。用水质量。（三）臭氧层的破坏（三）臭氧层的破坏 臭氧层能吸收有害的紫外线。氟和氧化二氮臭氧层能吸收有害的紫外线。氟和氧化二氮能与臭氧循环反应。能与臭氧循环反应。（四）放射性污染（四）放射性污染 （五（五）其他污染其他污染烟雾、漏油、燃烧排出有毒污染物烟雾、漏油、燃烧排出有毒污染物。五、能源利用与人类社会的可持续发展五、能源利用与人类社会的可持续发展7
8、070年代的能源危机。大力开发新能源和清洁能源年代的能源危机。大力开发新能源和清洁能源以及节能（以及节能（“第五能源第五能源”）是实现可持续发展的重）是实现可持续发展的重要途径。要途径。六、我国的能源与能源事业发展六、我国的能源与能源事业发展（一）储量丰富且种类齐全（一）储量丰富且种类齐全大庆、胜利、大港、克拉玛依油田，塔里木、大庆、胜利、大港、克拉玛依油田，塔里木、柴达木天然气田柴达木天然气田.水力发电，铀矿储量可供水力发电，铀矿储量可供40004000万千瓦核电站万千瓦核电站运行运行3030年年 （二）多种能源生产结构（二）多种能源生产结构 煤炭、石油、电力煤炭、石油、电力（三）我国能源工
9、业面临的问题（三）我国能源工业面临的问题 1.1.人均能源占有率低人均能源占有率低 2 2能源利用率低下能源利用率低下 3 3环境污染严重环境污染严重国家能源政策：国家能源政策：1.节约能源消耗；节约能源消耗；2.提高热能利用率；提高热能利用率；3.开发新能源。开发新能源。第二节热能的合理利用第二节热能的合理利用 一、热能的利用一、热能的利用 以热能形式提供的能量占了能源相当大的比例。以热能形式提供的能量占了能源相当大的比例。二、热能利用的形式和热科学发展简史二、热能利用的形式和热科学发展简史 直接利用是指直接用热能加热物体，间接利用是直接利用是指直接用热能加热物体，间接利用是把热能转换为机械
10、能，例如蒸汽和燃气动力装置。把热能转换为机械能，例如蒸汽和燃气动力装置。为了提高各种动力机械能量利用的经济为了提高各种动力机械能量利用的经济性，人们对热的本质、热能和机械能转换的性，人们对热的本质、热能和机械能转换的基本规律以及各种工质热力性质进行了不懈基本规律以及各种工质热力性质进行了不懈的深入研究和探讨，从而导致涉及热能间接的深入研究和探讨，从而导致涉及热能间接利用的利用的“工程热力学工程热力学”的出现、发展和完善。的出现、发展和完善。对热量传递的基本规律进行深入研究，对热量传递的基本规律进行深入研究，以便有效利用热能和提高设备的经济性、可以便有效利用热能和提高设备的经济性、可靠性，导致了
11、靠性，导致了“传热学传热学”的出现和发展。的出现和发展。第三节热工基础的第三节热工基础的 研究对象、内容研究对象、内容 和方法和方法 一、热工基础的研究对象一、热工基础的研究对象 热能利用的基本原理和规律热能利用的基本原理和规律二、热工基础的主要内容和研究方法二、热工基础的主要内容和研究方法 运用热力学两大定律、工质的热力性质和热力运用热力学两大定律、工质的热力性质和热力过程理论，对实际工程中的热力过程和热力循环进过程理论，对实际工程中的热力过程和热力循环进行分析，提出提高能量利用经济性的具体途径和措行分析，提出提高能量利用经济性的具体途径和措施，是研究热能和机械能转换的一个重要目的和内施，是
12、研究热能和机械能转换的一个重要目的和内容。容。综合应用热传导、对流换热和辐射换热三种综合应用热传导、对流换热和辐射换热三种传热方式的普遍规律，对实际工程中的热工设备传热方式的普遍规律，对实际工程中的热工设备和传热过程进行分析是另一个重要目的和内容。和传热过程进行分析是另一个重要目的和内容。工程热力学和传热学都采用宏观和唯象的方法，工程热力学和传热学都采用宏观和唯象的方法，即把物质视为连续体，用宏观物理量去描述物质即把物质视为连续体，用宏观物理量去描述物质的性质、行为。的性质、行为。工程热力学还有必要引用微观的气体分子论工程热力学还有必要引用微观的气体分子论和统计热力学的方法对一些现象进行解释，例如和统计热力学的方法对一些现象进行解释，例如比热容和物质宏观性质的涨落现象。比热容和物质宏观性质的涨落现象。传热学研究的方法主要有传热学研究的方法主要有解析法、数值计算解析法、数值计算法法和和试验研究法试验研究法 哈哈哈，一章学完了，哈哈哈，一章学完了，休息一下吧休息一下吧
