熱工基礎(chǔ)知識(shí)
熱工是工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)的簡(jiǎn)稱(chēng),那么你對(duì)熱工了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于熱工知識(shí)的內(nèi)容,希望大家喜歡!
熱工的解釋
工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)的簡(jiǎn)稱(chēng)。其中工程熱力學(xué)主要是研究熱力學(xué)機(jī)械的效率和熱力學(xué)工質(zhì)參與的能量轉(zhuǎn)換在工程上的應(yīng)用,如將熱力學(xué)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能推動(dòng)動(dòng)力機(jī)械做功以及其效率的學(xué)科,再如,空調(diào)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成熱力學(xué)能等;而傳熱學(xué)是研究熱量傳遞的一門(mén)學(xué)科,如反應(yīng)堆的導(dǎo)熱,對(duì)流換熱,輻射能的傳遞等。
熱工的應(yīng)用
熱工主要應(yīng)用于熱能與動(dòng)力工程,核能科學(xué)與工程,熱加工工程等方面,還應(yīng)用于非工程方面。
熱工的發(fā)展史
熱現(xiàn)象是人類(lèi)生活中最早接觸到的自然現(xiàn)象之一。遠(yuǎn)古時(shí)代的鉆木取火,就是機(jī)械能轉(zhuǎn)換為熱能的例子。隨著人類(lèi)在生產(chǎn)、生活上的需要,對(duì)熱的利用和認(rèn)識(shí),經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歲月,從取暖、熱食到制作金屬工具,有過(guò)不少發(fā)明創(chuàng)造,我國(guó)在12至13世紀(jì)就有用火力來(lái)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的走馬燈和使用火藥向后噴氣加速箭的飛行記載,這與現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)和火箭等噴氣推進(jìn)原理是一致的??墒?,由于歷代王朝的封建統(tǒng)治,勞動(dòng)人民的創(chuàng)造發(fā)明得不到重視更談不到總結(jié)經(jīng)驗(yàn),形成一整套的理論,來(lái)促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展和人民生活的改善。
人類(lèi)對(duì)熱的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)并逐漸形成熱力學(xué)這門(mén)學(xué)科,只是近300年的事。18世紀(jì)以前,動(dòng)力的來(lái)源主要是人力、畜力以及風(fēng)力、水力等自然動(dòng)力。隨著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展,人們迫切地要求解決生產(chǎn)上動(dòng)力不足的問(wèn)題,因此在18世紀(jì)發(fā)明了蒸汽機(jī),實(shí)現(xiàn)了熱能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。蒸汽機(jī)在工業(yè)上的廣泛使用,促進(jìn)了工業(yè)的迅速發(fā)展。但是,由于蒸汽機(jī)笨重、效率不高等缺點(diǎn),因而促使人們對(duì)于水和蒸汽以及其它物質(zhì)的熱力性質(zhì)進(jìn)行研究;與此同時(shí),卡諾對(duì)如何提高熱效率,邁耶、焦?fàn)柕热藢?duì)熱與功的轉(zhuǎn)換規(guī)律進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn),從而建立了熱力學(xué)兩個(gè)基本定律,大大地促進(jìn)了熱力學(xué)這門(mén)學(xué)科的形成和發(fā)展,促使熱力發(fā)動(dòng)機(jī)不斷地發(fā)展與改進(jìn)以及新型動(dòng)力機(jī)的創(chuàng)造與發(fā)明。由于蒸汽機(jī)不宜用于運(yùn)輸工具上,而且也不能滿(mǎn)足由于工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展與高度集中所需要的巨大動(dòng)力,因此在熱力學(xué)有關(guān)理論的指導(dǎo)下,于19世紀(jì)末期,遂發(fā)明了內(nèi)燃機(jī)及蒸汽輪機(jī),內(nèi)燃機(jī)具有效率高、重量輕的優(yōu)點(diǎn),蒸汽輪機(jī)則具有效率高、功率大的優(yōu)點(diǎn)。內(nèi)燃機(jī)及蒸汽輪機(jī)的出現(xiàn),極大地促進(jìn)并發(fā)展了熱力學(xué)中熱力過(guò)程和熱力循環(huán)的研究。而蒸汽輪機(jī)又推動(dòng)了高參數(shù)蒸汽性質(zhì)及高速氣流等問(wèn)題的研究,使熱力學(xué)兩個(gè)定律應(yīng)用于工程實(shí)際中,形成了工程熱力學(xué)學(xué)科。
第二次世界大戰(zhàn)期間出現(xiàn)的噴氣式飛機(jī)和遠(yuǎn)射程火箭所用的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),由于能產(chǎn)生巨大的動(dòng)力等優(yōu)點(diǎn),所以能滿(mǎn)足高速高空飛行的要求,成為進(jìn)入宇宙空間的主要?jiǎng)恿?。?duì)航空燃?xì)廨啓C(jī)作部分改造,即成為地面上所用的燃?xì)廨啓C(jī),在發(fā)電站、機(jī)車(chē)和船舶中已廣泛使用,并在工程熱力學(xué)中也發(fā)展了相應(yīng)的研究?jī)?nèi)容。
近年來(lái)原子能動(dòng)力裝置的利用,為人類(lèi)開(kāi)辟了利用能源的新紀(jì)元。此外,還出現(xiàn)了能量直接轉(zhuǎn)換的新技術(shù),它既可提高轉(zhuǎn)換的效率,又可免去龐大的熱力機(jī)械,例如化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成為電能的燃料電池,熱能直接轉(zhuǎn)化成電能的溫差電池和磁流體發(fā)電等。這在熱力學(xué)中也現(xiàn)出相應(yīng)的研究課題。
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