Fundamentals of Thermal Science and Engineering

课程简介

基本概念：热力学及其应用；系统；性质；广延性质和强度性质；测量性质；能量；平衡；零定律；状态和状态原理；过程和循环；准平衡过程。 纯物质的性质：纯物质；相变过程；性质图；临界点和临界性质；焓；性质表；参考状态；气相状态方程；理想气体。 热和功：能量形式；热能传递；绝热过程；功能传递；机械形式的功；移动边界功；多变过程。 闭口系统的能量分析：比热容；内能；焓；第一定律；能量平衡。 开口系统的质量和能量分析：控制体积；质量守恒；能量守恒；流动功和流动流体的总能量；稳定流动和非稳定流动过程；在喷管、扩压器、涡轮机、压缩机、阀门、混合室和热交换器中的应用。 第二定律的热力学：热库；动力循环；效率；制冷和热泵循环；性能系数；开尔文-普朗克表述；克劳修斯表述；可逆和不可逆过程；卡诺原则；卡诺循环；热力学温度标度；循环的最大性能指标；能量的质量。 熵：克劳修斯不等式；熵；热熵流；熵生产；物质的熵；熵变化；闭口系统的熵平衡；熵增加原理；开口系统的熵流平衡。 热传导和对流：热；传导；强制对流；自然对流；傅里叶热传导定律；热导率；热传导方程；牛顿冷却定律；对流换热系数；无量纲数；经验关系。 热交换器：双管热交换器；壳管热交换器；叉流热交换器；总传热系数；对数平均温差；效能-NTU方法；设计与应用。

学习目标

理解并应用热力学和传热的基本原理到工程应用中；为后续在工程热力学、传热学、建筑服务、材料科学、海洋工程、环境工程、动力工程、能量转换、能量系统等领域的学习打下基础。

先修要求

先修课程：AP10005 物理学 I, AMA2111 数学 I

教学模式

通过讲座传授热力学和传热的基本知识及其应用。通过习题课说明基本知识在实际问题中的应用。