第1章 能源概述.ppt

1、第一章 能 源 概 述,第一節(jié): 自然界的能源及其利用 第二節(jié): 熱能的合理利用 第三節(jié): 熱工基礎(chǔ)的研究對象、內(nèi)容和方法,第一節(jié) 自然界的能源及其利用,能源與我們每人息息相關(guān)，每天用電、用煤氣、使用機(jī)械及利用太陽能等等。能源的開發(fā)和利用水平是衡量社會生產(chǎn)力和社會物質(zhì)文明的重要標(biāo)志。 掌握能源知識，不但對能源類專業(yè)人才是必需的，而且對于其它專業(yè)培養(yǎng)復(fù)合人才和高素質(zhì)人才也是不可缺少的。,一 能源及其分類,能源：指可向人類提供各種能量和動力的物質(zhì)資源。,(一) 按來源分,（二）按形態(tài)分,（三）按使用程度和技術(shù)分,1.常規(guī)能源,2.新能源,在現(xiàn)有技術(shù)條件下,人們已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)和 使用的能源,尚未大規(guī)

2、模使用或尚在研究開發(fā)階段的能源,（四）按污染程度分,1.清潔能源,2.非清潔能源,（五）按性質(zhì)分,1. 含能體能源 集中儲存能量的含能物質(zhì),2. 過程性能源 物質(zhì)運動過程產(chǎn)生和提供的能量，無法儲存并隨著物質(zhì)運動過程結(jié)束而消失,二、能源的利用與社會歷史發(fā)展,（一）薪柴時期 生產(chǎn)力水平和生活水平很低,（二）煤炭時期 18世紀(jì)工業(yè)革命開始，蒸汽機(jī)成為生產(chǎn)的主要動力；19世紀(jì)后期出現(xiàn)了電能，電動機(jī)作為動力。社會生產(chǎn)力大幅度增長，生活水平有了極大提高,（三）石油時期,20世紀(jì)50年代開始，石油和天然氣作為主要能源，創(chuàng)造了人類歷史上空前的物質(zhì)文明。 21世紀(jì)開始，核能成為世界能源的重要角色，同時煤炭清潔技

3、術(shù)的開發(fā)和利用，一個清潔能源的時代也將隨之而來。 總之，能源和人類歷史發(fā)展密切相關(guān)。,三、能源與國民經(jīng)濟(jì)和人民生活,現(xiàn)代化生產(chǎn)是建立在機(jī)械化、電氣化和自動化基礎(chǔ)上的高效生產(chǎn)，無論工業(yè)和農(nóng)業(yè)都離不開能源動力。 能源消費彈性系數(shù)能源消費的年增長率國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值的年增長率，發(fā)展中國家大于1，發(fā)達(dá)國家小于1。 總之，社會和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活的不斷改善都離不開能源。,四、能源與環(huán)境,（一）溫室效應(yīng)與熱污染,過多的二氧化碳不阻礙太陽輻射中的可見光，但卻較多的吸收地面紅外輻射，減少了地球表面散失到宇宙的熱量，導(dǎo)致溫度升高，稱“溫室效應(yīng)”。冷卻水排熱造成了另一種“熱污染”。,（二）酸雨,煤炭燃燒產(chǎn)生的

4、二氧化硫和氮氧化合物被雨水吸收形成酸雨。破壞水生態(tài)系統(tǒng)，腐蝕物體，影響飲用水質(zhì)量。,（三）臭氧層的破壞,臭氧層能吸收有害的紫外線。氟和氧化二氮能與臭氧循環(huán)反應(yīng)。,（四）放射性污染,（五）其他污染,煙霧、漏油、燃燒排出有毒污染物。,五、能源利用與人類社會的可持續(xù)發(fā)展,70年代的能源危機(jī)。大力開發(fā)新能源和清潔能源以及節(jié)能（“第五能源”）是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。,六、我國的能源與能源事業(yè)發(fā)展,（一）儲量豐富且種類齊全,大慶、勝利、大港、克拉瑪依油田，塔里木、柴達(dá)木天然氣田. 水力發(fā)電，鈾礦儲量可供4000萬千瓦核電站運行30年,（二）多種能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu),煤炭、石油、電力,（三）我國能源工業(yè)面臨的問

5、題,1.人均能源占有率低 2能源利用率低下 3環(huán)境污染嚴(yán)重,國家能源政策： 節(jié)約能源消耗； 提高熱能利用率； 開發(fā)新能源。,第二節(jié)熱能的合理利用,一、熱能的利用,以熱能形式提供的能量占了能源相當(dāng)大的比例。,二、熱能利用的形式和熱科學(xué)發(fā)展簡史,直接利用是指直接用熱能加熱物體，間接利用是把熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，例如蒸汽和燃?xì)鈩恿ρb置。,為了提高各種動力機(jī)械能量利用的經(jīng)濟(jì)性，人們對熱的本質(zhì)、熱能和機(jī)械能轉(zhuǎn)換的基本規(guī)律以及各種工質(zhì)熱力性質(zhì)進(jìn)行了不懈的深入研究和探討，從而導(dǎo)致涉及熱能間接利用的“工程熱力學(xué)”的出現(xiàn)、發(fā)展和完善。 對熱量傳遞的基本規(guī)律進(jìn)行深入研究，以便有效利用熱能和提高設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性、可靠性，導(dǎo)致了“傳熱學(xué)”的出現(xiàn)和發(fā)展。,第三節(jié)熱工基礎(chǔ)的 研究對象、內(nèi)容 和方法,一、熱工基礎(chǔ)的研究對象,熱能利用的基本原理和規(guī)律,二、熱工基礎(chǔ)的主要內(nèi)容和研究方法,運用熱力學(xué)兩大定律、工質(zhì)的熱力性質(zhì)和熱力過程理論，對實際工程中的熱力過程和熱力循環(huán)進(jìn)行分析，提出提高能量利用經(jīng)濟(jì)性的具體途徑和措施，是研究熱能和機(jī)械能轉(zhuǎn)換的一個重要目的和內(nèi)容。,綜合應(yīng)用熱傳導(dǎo)、對流換熱和輻射換熱三種傳熱方式的普遍規(guī)律，對實際工程中的熱工設(shè)備和傳熱過程進(jìn)行分析是另一個重要目的和內(nèi)容。,工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)都采用宏觀和唯象的方法，即把物質(zhì)視為連續(xù)體，用宏觀物理量去描述物質(zhì)的性質(zhì)、行為。 工程熱力學(xué)還有