引言

热能动力工程是一门研究能源转换、传递和利用的科学,是现代工业和交通运输等领域不可或缺的基础学科。上海交通大学作为我国著名的高等学府,其热能动力工程专业的教材一直以来都是行业内的权威参考。本文将为您揭秘上海交大热能动力核心教材,全面解析行业必备知识。

第一章:热力学基础

1.1 热力学第一定律

热力学第一定律是能量守恒定律在热力学领域的体现,它指出能量不能被创造或消灭,只能从一种形式转化为另一种形式。以下是热力学第一定律的数学表达式:

ΔU = Q - W

其中,ΔU表示系统内能的变化,Q表示系统吸收的热量,W表示系统对外做的功。

1.2 热力学第二定律

热力学第二定律揭示了热传递的方向性,指出热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。克劳修斯表述和开尔文-普朗克表述是热力学第二定律的两种表述方式。

1.3 热力学第三定律

热力学第三定律指出,当温度趋近于绝对零度时,系统的熵趋近于零。这一原理为低温物理学的研究提供了重要依据。

第二章:流体力学基础

2.1 流体力学基本概念

流体力学研究流体在运动和受力状态下的性质。流体可以分为两种:液体和气体。以下是流体力学的基本概念:

  • 流体密度:单位体积内流体的质量。
  • 流速:流体在单位时间内通过某一截面的体积。
  • 动压:流体因运动而具有的能量。

2.2 流体流动的基本方程

流体流动的基本方程包括连续性方程、动量方程和能量方程。以下是这些方程的数学表达式:

ρ(∂u/∂t) + ρu(∂u/∂x) + ρv(∂u/∂y) + ρw(∂u/∂z) = -1/ρ(∂p/∂x) + μ(∂²u/∂x²) + ∂²u/∂y² + ∂²u/∂z²

其中,u、v、w分别表示流体在x、y、z方向上的速度分量,p表示流体压强,ρ表示流体密度,μ表示动力粘度。

第三章:热工设备

3.1 燃烧设备

燃烧设备是热能动力工程中的关键设备,其主要作用是将燃料转化为热能。以下是燃烧设备的基本类型:

  • 燃烧器:将燃料与空气混合并点燃。
  • 烟道:将燃烧产物输送到烟囱或大气中。

3.2 汽轮机

汽轮机是热能动力工程中的主要动力设备,其主要作用是将热能转化为机械能。以下是汽轮机的基本类型:

  • 回热式汽轮机:通过将部分排汽回热来提高热效率。
  • 蒸汽循环汽轮机:通过多级膨胀来提高热效率。

第四章:热能动力工程应用

4.1 电力行业

电力行业是热能动力工程的重要应用领域。以下是一些电力行业的典型应用:

  • 火力发电:利用燃料燃烧产生的热能来发电。
  • 水力发电:利用水流动产生的势能来发电。

4.2 交通运输行业

交通运输行业也是热能动力工程的重要应用领域。以下是一些交通运输行业的典型应用:

  • 内燃机:利用燃料燃烧产生的热能来驱动汽车、船舶等交通工具。
  • 汽轮机:用于大型船舶和舰艇的推进。

总结

上海交大热能动力核心教材涵盖了热能动力工程领域的基础知识和应用技术。通过对这些教材的深入学习和理解,可以更好地掌握热能动力工程的核心知识,为我国热能动力行业的发展贡献力量。