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目前位置:首頁 > 【大學教育課程】 > 工程技術學科 > 機械|儀表|工業|測繪


課程名稱:     熱能與動力機械基礎
課程編號: SR_1600 系列: (大學)學術課程
授課學校: 吉林大學

授時:

全 50 講

授課語言: 中文

光碟版:

 1   片教程光碟(flv檔)

其他說明: ..........
簡      介: 有關熱能利用原理與基本系統和主要裝置,動力機械與動力系統的工作原理、組成、結構和性能有一整體和基本的認識,同時對新能源和可再生能源的利用有所瞭解。熱能(ther..........
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       有關熱能利用原理與基本系統和主要裝置,動力機械與動力系統的工作原理、組成、結構和性能有一整體和基本的認識,同時對新能源和可再生能源的利用有所瞭解。熱能(thermal energy)又稱熱量、能量等,它是生命的能源。 人的每天勞務活動、體育運動、上課學習和從事其他一切活動,以及人體維持正常體溫、各種生理活動都要消耗能量。就像蒸汽機需要燒煤、內燃機需要用汽油、電動機需要用電一樣。

 

熱學簡介

        1714年,華倫海特改良水銀溫度計,定出華氏溫標,建立了溫度測量的一個共同的標準,使熱學走上了實驗科學的道路。經過許多科學家兩百年的努力,到1912年,能斯脫提出熱力學第三定律後,人們對熱的本質才有了正確的認識,並逐步建立起熱學的科學理論。

        歷史上對熱的認識,出現過兩種對立的觀點。18世紀出現過熱質說,把熱看成是一種不生不滅的流質,一個物體含有的熱質多,就具有較高的溫度。與此相對立的是把熱看成物質的一種運動的形式的觀點,俄國科學家羅蒙諾索夫指出熱是分子運動的表現。

        針對熱質說不能解釋摩擦生熱的困難,許多科學家進行了各種摩擦生熱的實驗,特別是朗福德的實驗,他用鈍鑽頭鑽炮筒,因鑽頭與炮筒內壁摩擦,在幾乎沒產生碎屑的情況下使水沸騰;1840年以後,焦耳做了一系列的實驗,證明熱是同大量分子的無規則運動相聯繫的。

        焦耳的實驗以精確的數據證實了邁爾熱功當量概念的正確性,使人們擯棄了熱質說,並為能量守恆定律奠定了實驗基礎。與此同時,熱學的兩類實驗技術——測溫術和量熱術也得到了發展。

        熱學主要研究熱現象及其規律,它有兩種不同描述方法——熱力學和統計物理。熱力學是其宏觀理論,是實驗規律。統計物理學是其微觀描述方法,它通過物理簡化模型,運用統計方法找出微觀量與宏觀量之間的關係。

 

 

現代物理的熱學
        在 1900年歐洲物理年會上,英國物理學家開爾文發表過一段非常著名的講話,其中他不僅講道「19世紀已將物理學大廈全部建成,今後物理學家的任務就是修飾完善這座大廈了」,而且又講道「在物理學的天空中幾乎一片晴朗,只存在兩朵烏雲。」他所指的兩朵烏雲其實就是邁克爾遜—莫雷測量「以太風」實驗和測量黑體輻射實驗中用現有的經典物理無法解釋。

後來對「以太」的測量的研究和愛因斯坦狹義相對論的建立,揭示了經典牛頓時空觀的嚴重缺陷;而對黑體輻射能譜分佈規律的研究及對熱容量的研究,揭示了經典統計物理學理論的重大缺陷,發現了微觀運動的新特性。1900年普朗克提出了能量量子化的假設,用這種假設成功地揭示了黑體輻射問題。與量子力學的有機結合使經典統計物理學發展成為量子統計物理學。二十世紀五十年代以後,非平衡態熱力學和統計物理學得到迅速發展,其代表人物是比利時物理學家普裡高金。

 

 

熱力學

        熱力學主要是從能量轉化的觀點來研究物質的熱性質,它揭示了能量從一種形式轉換為另一種形式時遵從的宏觀規律。

        熱力學是總結物質的宏觀現象而得到的熱學理論,不涉及物質的微觀結構和微觀粒子的相互作用。因此它是一種唯象的宏觀理論,具有高度的可靠性和普遍性。

        熱力學三定律是熱力學的基本理論。熱力學第一定律反映了能量守恆和轉換時應該遵從的關係,它引進了系統的態函數——內能。熱力學第一定律也可以表述為:第一類永動機是不可能造成的。

        熱學中一個重要的基本現象是趨向平衡態,這是一個不可逆過程。例如使溫度不同的兩個物體接觸,最後到達平衡態,兩物體便有相同的溫度。但其逆過程,即具有相同溫度的兩個物體,不會自行回到溫度不同的狀態。

        這說明,不可逆過程的初態和終態間,存在著某種物理性質上的差異,終態比初態具有某種優勢。1854年克勞修斯引進一個函數來描述這兩個狀態的差別,1865年他給此函數定名為熵。

        1850年,克勞修斯在總結了這類現象後指出:不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化,這就是熱力學第二定律的克氏表述。幾乎同時,開爾文以不同的方式表述了熱力學第二定律的內容。

        用熵的概念來表述熱力學第二定律就是:在封閉系統中,熱現象宏觀過程總是向著熵增加的方向進行,當熵到達最大值時,系統到達平衡態。第二定律的數學表述是對過程方向性的簡明表述。

        1912年能斯脫提出一個關於低溫現象的定律:用任何方法都不能使系統到達絕對零度。此定律稱為熱力學第三定律。

熱力學的這些基本定律是以大量實驗事實為根據建立起來的,在此基礎上,又引進了三個基本狀態函數:溫度、內能、熵,共同構成了一個完整的熱力學理論體系。此後,為了在各種不同條件下討論系統狀態的熱力學特性,又引進了一些輔助的狀態函數,如焓、亥姆霍茲函數(自由能)、吉布斯函數等。這會帶來運算上的方便,並增加對熱力學狀態某些特性的瞭解。

        從熱力學的基本定律出發,應用這些狀態函數,利用數學推演得到系統平衡態各種特性的相互聯繫,是熱力學方法的基本內容。

        熱力學理論是普遍性的理論,對一切物質都適用,這是它的優點,但它不能對某種特殊物質的具體性質作出推論。例如討論理想氣體時,需要給出理想氣體的狀態方程;討論電磁物質時,需要補充電磁物質的極化強度和場強的關係等。這樣才能從熱力學的一般關係中,得出某種特定物質的具體知識。

 

 

 

熱力發動機

        包括蒸汽機、汽輪機、內燃機(汽油機、柴油機、煤氣機等)、熱氣機、燃氣輪機、噴氣發動機等。在工業、農業、交通、採礦、兵工等部門,內燃機的應用最為廣泛。船舶、機車、汽車、物料搬運機械、土方機械、坦克、排灌機械、小型發電裝置等無不以內燃機為動力。

        汽油機是以汽油為燃料,採用電點火,轉速一般在3000~6000轉/分,甚至高達每分鐘一萬轉。功率由幾百瓦至幾百千瓦。在農林方面廣泛用作採茶機、割草機、機鋤、噴藥機、割灌機、機鋸等的動力;在交通方面用作摩托車、汽車、小艇的動力。

        柴油機是以柴油為燃料,利用壓縮熱自燃,轉速一般在百餘轉至五、六千轉每分鐘,功率由幾千瓦至數萬千瓦。廣泛用作汽車、拖拉機、坦克、船舶、軍艦、機車、發電機組、物料搬運機械、土方機械等的動力。

        二十世紀60年代以來,由於世界性的石油危機,以及柴油機具有較高的熱效率,因此應用範圍也日益擴大。一些過去採用汽油機的領域,如小轎車、輕型卡車等採用柴油機作為動力的日漸增多。

        蒸汽機是把蒸汽中的熱能轉化為機械能的熱力裝置。由於工作效率過低,除在少數國家仍用於機車外,已基本被淘汰。汽輪機是廣泛用於大型發電機組和大型船舶的動力裝置。

熱氣機也稱斯特林發動機,是以空氣、氫和氦等作為工質、按回熱閉式熱力循環,進行週期性的壓縮和膨脹而作功的熱力發動機。熱氣機是外燃機,可以採用多種燃料,同時還具有噪聲低、振動小和排污較少等優點,主要缺點是散熱器大、密封困難和成本較高。

        燃氣輪機是以燃料燃燒產生的燃氣直接推動渦輪作功的裝置。轉速可高達數萬轉每分鐘,效率也較高。燃氣輪機分為開式循環和閉式循環兩種,多用作發電機組船舶、機車和飛機的動力。

        從外界吸入空氣作為工質,以空氣中所含的氧作為氧化劑的噴氣發動機稱為空氣噴氣發動機。它又可分為無壓氣機空氣噴氣發動機和有壓氣機空氣噴氣發動機兩種。現代航空上採用最廣的燃氣輪噴氣式發動機就屬於後一種。

        燃料和氧化劑都由發動機或飛行器本身攜帶的噴氣發動機,稱為火箭噴氣發動機,或簡稱火箭發動機。按其所用燃料分固體燃料火箭發動機和液體燃料火箭發動機兩種,它們主要用作兵器和航天飛機的動力。

 

 

          全 50 講   每講授時 依列表各章節配置     總授課時間:   1127 分鐘
第01講 熱能與動力機械基礎緒論(上) 00:22:10
第02講 熱能與動力機械基礎緒論(中) 00:23:03
第03講 熱能與動力機械基礎緒論(下) 00:22:54
第04講 緒論與能源的利用及其分類 00:23:01
第05講 能源的分類和產生 00:22:26
第06講 熱能的轉換、儲存和利用 00:23:32
第07講 能量轉換基本定律(上) 00:22:46
第08講 能量轉換基本定律(下) 00:22:15
第09講 基本概念(一) 00:22:18
第10講 基本概念(二) 00:22:36
第11講 基本概念(三) 00:22:04
第12講 基本概念(四) 00:22:04
第13講 熱能與動力技術和環境(上) 00:22:20
第14講 熱能與動力技術和環境(中) 00:23:55
第15講 熱能與動力技術和環境(下) 00:22:46
第16講 內燃機發展史(一) 00:22:06
第17講 內燃機發展史(二) 00:22:40
第18講 內燃機發展史(三) 00:22:15
第19講 內燃機發展史(四) 00:22:36
第20講 內燃機發展史(五) 00:22:26
第21講 內燃動力裝置中的能量轉換(一) 00:22:15
第22講 內燃動力裝置中的能量轉換(二) 00:22:45
第23講 內燃動力裝置中的能量轉換(三) 00:22:25
第24講 內燃動力裝置中的能量轉換(四) 00:22:10
第25講 內燃動力機械(一) 00:22:48
第26講 內燃動力機械(二) 00:23:25
第27講 內燃動力機械(三) 00:22:34
第28講 內燃動力機械(四) 00:23:09
第29講 內燃動力機械(五) 00:22:08
第30講 內燃動力機械(六) 00:22:48
第31講 內燃動力機械(七) 00:22:27
第32講 內燃動力機械(八) 00:22:00
第33講 柴油機的燃燒過程(上) 00:22:26
第34講 柴油機的燃燒過程(下) 00:22:21
第35講 內燃機的節能減排措施(上) 00:22:01
第36講 內燃機的節能減排措施(下) 00:22:03
第37講 渦輪機及噴氣發動機(一) 00:22:27
第38講 渦輪機及噴氣發動機(二) 00:23:07
第39講 渦輪機及噴氣發動機(三) 00:22:03
第40講 渦輪機及噴氣發動機(四) 00:22:01
第41講 渦輪機級的損失和效率(一) 00:22:07
第42講 渦輪機級的損失和效率(二) 00:22:32
第43講 渦輪機級的損失和效率(三) 00:23:04
第44講 渦輪機級的損失和效率(四) 00:22:09
第45講 汽輪機的配汽方式 00:22:19
第46講 火箭及噴氣發動機(上) 00:22:43
第47講 火箭及噴氣發動機(中) 00:22:56
第48講 火箭及噴氣發動機(下) 00:22:37
第49講 鍋爐及換熱器(一) 00:22:00
第50講 鍋爐及換熱器(二) 00:23:03
課程編號 課 程 名 稱 集 數(全) 主講人(單位) 課程系列
  MS_5214  應用光學  全 66  集  北京理工大學 國家級課程 
  MS_3186  壓鑄工藝及模具設計  全 32  集  陝西國防工業職業技術學院 本科國家級課程 
  MS_5158  激光原理與技術  全 31  集  廈門大學 國家級課程 
  MS_5416  機械製圖及數位化表達  全 107  集  北京理工大學 本科國家級課程 
  GS_6824  機械製造裝備設計  全 40  集  大連理工大學 本科國家級課程 
  SR_8552  機械製造概論  全 57  集  電子科技大學 遠距教育課程 
  SR_2533  機械製造技術基礎  全 29  集  東北大學 國家級課程 
  SR_1606  機械製造技術基礎  全 89  集  吉林大學 大學學術課程 
  MS_5118  機械製造技術基礎  全 75  集  太原理工大學 國家級課程 
  GS_2049  機械零部件造型與測繪  全 174  集  無錫職業技術學院 本科國家級課程 
  MS_3192  機械零部件造型與加工  全 72  集  鄂爾多斯生態環境職業學院 本科國家級課程 
  GS_6891  機械零件常規加工  全 134  集  九江職業技術學院 本科國家級課程 
  SR_8550  機械設計基礎  全 37  集  石油大學 遠距教育課程 
  SR_8551  機械設計基礎  全 36  集  電子科技大學 遠距教育課程 
  SR_8608  機械設計基礎  全 21  集  上海交通大學 遠距教育課程 
  SR_8609  機械設計基礎  全 64  集  西安交通大學 遠距教育課程 
  MS_5290  機械設計  全 123  集  西北工業大學 國家級課程 
  GS_3547  機械產品檢測與品質控制  全 86  集  湖南工業職業技術學院 本科國家級課程 
  SR_1605  機械理論力學  全 66  集  吉林大學 大學學術課程 
  MS_3365  機械振動  全 48  集  西北工業大學 本科國家級課程 
  SR_8564  機械原理  全 44  集  上海交通大學 遠距教育課程 
  SR_2531  機械原理  全 49  集  瀋陽航空航天大學 國家級課程 
  MS_5117  機械原理  全 260  集  西北工業大學 國家級課程 
  GS_2526  機械工程測試與控制技術  全 112  集  東南大學 本科國家級課程 
  SR_8547  機械工程測試技術  全 43  集  上海交通大學 遠距教育課程 
  MS_5352  機械工程控制基礎  全 41  集  東北大學 國家級課程 
  MS_5382  機床數控技術  全 53  集  南京航空航太大學 國家級課程 
  SR_8606  熱能與動力機械測試技術  全 36  集  西安交通大學 遠距教育課程 
  SR_1600  熱能與動力機械基礎  全 50  集  吉林大學 大學學術課程 
  SR_8600  模具設計與製造基礎  全 33  集  山東大學 遠距教育課程 
  MS_5388  數控銑床-加工中心加工工藝程式設計與操作  全 40  集  新鄉職業技術學院 國家級課程 
  GS_6735  數控程式設計與加工技術  全 99  集  常州機電職業技術學院 本科國家級課程 
  MS_5473  數控設備故障診斷與維修  全 36  集  河南工業技術學院 國家級課程 
  MS_5472  數控車削加工技術與技能  全 44  集  職教建設委員會 國家級課程 
  GS_6880  數控車削加工及品質保證  全 51  集  四川工程職業技術學院 本科國家級課程 
  GS_6853  數控加工程式設計及操作  全 78  集  重慶工業職業技術學院 本科國家級課程 
  GS_6728  數控加工工藝  全 27  集  廣東機電職業技術學院 本科國家級課程 
  GS_3941  銅合金鑄件鑄造技術  全 165  集  陝西工業職業技術學院 本科國家級課程 
  MS_5155  遙感技術應用及發展  全 12  集  武漢大學 本科國家級課程 
  MS_5153  製造過程故障診斷技術  全 99  集  長安大學 國家級課程 
  SR_1587  製造工程基礎  全 50  集  清華大學 大學學術課程 
  GS_2250  精密機械設計基礎  全 187  集  天津大學 本科國家級課程 
  MS_5288  精密機械設計  全 52  集  武漢大學 國家級課程 
  SR_8639  精密和超精密加工技術  全 24  集  哈爾濱工業大學 遠距教育課程 
  MS_3119  構型設計製圖  全 96  集  華南理工大學 本科國家級課程 
  GS_3953  零件的普通車削加工  全 63  集  長春職業技術學院 本科國家級課程 
  SR_8635  電子測量與智能儀器  全 32  集  浙江大學 遠距教育課程 
  GS_3289  感測器技術及應用  全 58  集  北京航空航太大學 本科國家級課程 
  MS_1033  微納加工技術  全 32  集  清華大學 國家級課程 
  MS_3122  塑料模具設計與製造  全 30  集  陝西國防工業職業技術學院 本科國家級課程 
  MS_3222  傳感器應用技術  全 101  集  深圳職業技術學院 本科國家級課程 
  SR_1581  傳感器網絡與物聯網  全 55  集  山東大學 大學學術課程 
  SR_1580  傳感器技術及應用  全 79  集  北京航空航天大學 大學學術課程 
  MS_5282  傳感器技術  全 101  集  (武漢大學 國家級課程 
  MS_3110  集成傳感器  全 49  集  清華大學 本科國家級課程 
  MS_3182  開心學UG·輕鬆做設計  全 63  集  內蒙古工業大學 本科國家級課程 
  MS_3200  超短脈衝激光技術  全 44  集  北京工業大學 本科國家級課程 
  SR_1577  測試技術  全 47  集  中國地質大學 大學學術課程 
  SR_8626  測量儀表及自動化  全 51  集  石油大學 遠距教育課程 
  GS_3397  智慧型儀器  全 35  集  吉林大學 本科國家級課程 
  SR_2636  設計快速表現  全 20  集  瀋陽航空航天大學 國家級課程 
  SR_2633  產品開發設計  全 23  集  遼寧科技大學 國家級課程 
  GS_3608  產品工學設計  全 45  集  深圳職業技術學院 本科國家級課程 
  SR_8625  現代機械設計方法  全 25  集  哈爾濱工業大學 遠距教育課程 
  MS_5092  現代儀器分析  全 40  集  福建農林大學 國家級課程 
  MS_3172  現代設計方法學  全 49  集  華北電力大學 本科國家級課程 
  MS_3130  焊條電弧焊技術與應用  全 39  集  長春汽車工業高等專科學校 本科國家級課程 
  SR_1564  焊接結構學  全 76  集  哈爾濱工業大學 大學學術課程 
  GS_7212  液氣壓傳動與控制  全 45  集  貴州大學 本科國家級課程 
  SR_1563  控制工程基礎  全 53  集  清華大學 大學學術課程 
  MS_3051  控制工程基礎  全 66  集  (清華大學 本科國家級課程 
  GS_4218  航空零件數控銑削加工  全 114  集  成都航空職業技術學院 本科國家級課程 
  MS_5528  納米材料表徵技術  全 39  集  (蘇州大學 國家級課程 
  MS_5367  納米技術  全 55  集  哈爾濱工業大學 國家級課程 
  MS_5541  特種設備焊接工藝評定及規程編製  全 66  集  常州工程職業技術學院 國家級課程 
  GS_3483  特種加工技術  全 25  集  深圳職業技術學院 本科國家級課程 
  MS_3262  流體機械基礎  全 75  集  清華大學 本科國家級課程 
  MS_5314  品質管制  全 29  集  四川大學 國家級課程 
  GS_6148  金屬零件手工製作與測量  全 147  集  成都航空職業技術學院 本科國家級課程 
  GS_6716  金屬塑性加工原理  全 104  集  中南大學 本科國家級課程 
  MS_5260  金屬材料學  全 75  集  西北工業大學 國家級課程 
  GS_3736  金屬材料熱處理  全 52  集  中南大學 本科國家級課程 
  GS_4350  金屬材料成形基礎  全 46  集  河南科技大學 本科國家級課程 
  MS_5235  金屬材料及熱處理  全 61  集  中國地質大學 國家級課程 
  MS_3146  金屬材料及其應用  全 59  集  西北工業大學 本科國家級課程 
  SR_8574  金屬工藝學  全 32  集  哈爾濱工業大學 遠距教育課程 
  MS_5179  金屬工藝學  全 74  集  武漢理工大學 國家級課程 
  MS_5178  物理光學  全 66  集  哈爾濱工業大學 國家級課程 
  GS_3580  板材沖壓成形技術  全 109  集  邢臺職業技術學院 本科國家級課程 
  GS_5982  典型機械加工工藝方法及機床  全 112  集  無錫職業技術學院) 本科國家級課程 
  GS_6654  使用通用機床的零件加工  全 149  集  深圳職業技術學院 本科國家級課程 
  GS_2103  使用加工中心的零件加工  全 337  集  常州輕工職業技術學院 本科國家級課程 
  MS_5526  系統工程導論  全 27  集  南京航空航天大學 國家級課程 
  GS_4215  沖壓模具設計與製造  全 382  集  成都航空職業技術學院 本科國家級課程 
  GS_2837  沖壓模具設計及主要零部件加工  全 88  集  天津輕工職業技術學院 本科國家級課程 
  MS_5525  沖壓與塑壓成形設備  全 43  集  四川化工職業技術學院 國家級課程 
  GS_3905  沖壓工藝模具及設備  全 52  集  浙江機電職業技術學院 本科國家級課程 
  MS_5429  沖壓工藝與模具設計  全 87  集  成都工業學院 國家級課程 
  GS_2622  沖塑模具設計與製造  全 110  集  武漢職業技術學院 本科國家級課程 
  MS_5428  冷沖模設計  全 76  集  常州機電職業技術學院 國家級課程 
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