,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本版式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本版式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,工程热力学,Engineering,Thermodynamics,工程热力学Engineering Thermodynami,绪 论,世界能源形势,未来能源需求的特点,我国能源形势,能源发展战略,什么是工程热力学,本课程的研究对象及主要内容,绪 论,世界能源形势,能源,在人类社会发展中的作用,“,能源危机,”,环境污染,不能走,传统的,发展道路,建立,可持续发展,的,能源结构,世界能源形势,国际能源机构预测,（百万吨标油）,2000 2010 2020 2030,煤炭,2335 2702 3154 3606,石油,3604 4272 5020.5 5769,天然气,2085 2794 3498.5 4203,核电,674 573 728 703,水电,228 274 320 366,可再生,223 336 477 618,总计,9179 11131 13198 15265,国际能源机构预测（百万吨标油）,政府间气候变化专业委员会预测,2000 2020 2030 2050,煤炭,2228 3636-5504 4666-7186 4872-9457,石油,3854 4223-6922 4050-9201 3273-13903,天然气,2473 3653-4922 4471-6813 6619-13369,核电,230 327-726 359-1276 911-2930,生物能,1139 900-1470 1280-2080 2870-4600,可再生,271 370-550 530-960 1140-3990,总计,10193 14100-17000 16500 21400 21300-31200,政府间气候变化专业委员会预测,能源的分类,能源的分类,未来能源需求的特点,1,、,总需求,持续上升,在一段长时期内，,化石能源,仍是主要的一次能源,天然气,比例增加，石油减少,可再生能源,2030,年前后大规模应用,未来能源需求的特点,未来能源需求的特点,世界能源变革及可再生能源替代化石燃料的必要性,未来能源需求的特点世界能源变革及可再生能源替代化石燃料的必,未来能源需求的特点,2004,年欧洲联合研究中心,(JRC),的预测,未来能源需求的特点2004年欧洲联合研究中心(JRC)的预测,未来能源需求的特点,欧洲联合研究中心对未来能源发展预测,全球总能耗与化石燃料最大供给间的差距,未来能源需求的特点欧洲联合研究中心对未来能源发展预测全球总能,2,、,环境保护,对能源结构影响大,为减少燃煤污染，大量使用石油、天然气,为减少温室气体排放，注重节能和加速可再生能源开发,HCFCs,的替代，保护地球的臭氧层,2、环境保护对能源结构影响大,能源在我国经济和社会发展中的战略地位与存在问题,1,、能源需求迅速增长，,供需矛盾,尖锐；能源,结构,不合理，优质液体燃料短缺；,效率,低下，浪费惊人。能源问题是制约我国经济和社会发展,长期的、重大的瓶颈,能源在我国经济和社会发展中的战略地位与存在问题,一次能源,需求分析,2000 2020,情景,1,情景,2,情景,3,煤炭,（亿吨）,12.5 18.5 23.8 28.5,石油（亿吨）,2.24 4.0 4.8 5.2,天然气,（亿,m,3,）,245 2000 1700 1200,一次电力,2392 13931 11913 10791,（亿千瓦时）,一次能源需求分析,一次能源,供应能力,预测,2000 2020,低方案,高方案,煤炭,（百万吨）,1000 2100,不确定,油,（万吨）,16300 17500 20000,气,（亿立方米）,272 1300 1500,水电,（百万千瓦）,79.3 240 300,核电,（百万千瓦）,2.1 50,新能源,（百万吨标煤）,1,不确定 不确定,一次能源供应能力预测,我国各种一次能源的剩余探明储量与世界比较,我国各种一次能源的剩余探明储量与世界比较,我国,2006,年各种能耗指标劣于世界平均水平,我国2006年各种能耗指标劣于世界平均水平,煤炭：,资源有保证,受环保、水资源限制，开采规模,难以,满足中、高情景需求,石油：,缺口大,能源安全问题突出,天然气：,将有,大发展,煤炭：,水电：,高速发展,开发利用率达,70%,以上,须,十分,注意环境保护,核电：,积极发展,可再生能源与替代能源：,加快开发,水电：,从更长时期考察,2030,年以后，常规能源生产与能源总需求的,缺口,继续扩大,到,2050,年，缺口可能达,20,亿吨标煤,保证清洁、经济、充足、安全的能源供应是我国发展,长期的重大瓶颈,从更长时期考察,2,、,环境影响,更加严重，减排治污、保护生态刻不容缓,大量燃煤造成严重大气污染,SO,2,和,NO,x,的排放,细微粒子,CO,2,减排,、,s,替代,问题,重金属,2、环境影响更加严重，减排治污、保护生态刻不容缓,2001,年我国一次商品能源消耗结构与世界对比,2001年我国一次商品能源消耗结构与世界对比,我国煤炭直接燃烧排放的大气污染物占全国总排放量的比例,我国煤炭直接燃烧排放的大气污染物占全国总排放量的比例,能源发展战略,通过,科学用能,和,开发,利用国内外资源，为全面建设小康社会提供能源保障，并进而为建立,充足、经济、清洁和安全的,可持续发展能源,体系打下基础。,能源发展战略,大力推进,科学用能,紧抓,洁净煤,技术,加强,油气,勘探、采运与利用,高速开发水力资源,积极发展核电,加速,可再生能源,和新能源研究,高度重视,电力,建设,能源与,环保,协调发展,大力推进科学用能,节能,和,科学用能,提高能源利用效率，减少能源消耗,，社会越进步，,节能,的,重要性,越突出,节能是一种特殊形式的,战略,能源，,科学用能,是这些要求和发展的必然结果,节能和科学用能,科学用能的定义,深入研究用能系统的合理,配置,和用能过程中物质与能量,转化,的,规律,，以提高能源率和减少污染，最终减少,能源的消耗,从,系统科学,角度，研究科学用能；对用能的全过程和各个环节进行分析、研究，综合得出结论,科学用能的定义 深入研究用能系统的合理配置和用能过程中物,科学用能的研究内容,能量,转化,的规律,用能的,方法,用能的,系统,用能的,技术,用能的,管理,、,法律,与,政策,科学用能的研究内容 能量转化的规律,总之,能源,问题是制约我国经济和社会发展的长期瓶颈,大力发展,一次能源,和推动,节能,与,科学用能,是根本性的措施,走资源,节约和科学利用型,发展道路，是我国迈向先进国家、实现国家振兴,唯一正确,的途径,总之 能源问题是制约我国经济和社会发展的长期瓶颈,什么是工程热力学,从工程技术观点出发，研究物质的热力学性质，热能转换为机械能的规律和方法，以及有效、合理地利用热能的途径。,锅炉,烟气,水,水蒸气,(,直接利用,),供热；,锅炉,烟气,水,水蒸气,汽轮机,(,间接利用,),发电,冰箱,(,耗能,),制冷,什么是工程热力学锅炉烟气水水蒸气(直接利,蒸汽动力装置流程简图,蒸汽动力装置流程简图,蒸汽动力装置流程简图蒸汽动力装置流程简图,本课程的研究对象及主要内容,研究对象：,与热现象有关的能量利用与转换规律的科学。,研究内容：,（,1,）研究能量转换的客观规律，即热力学第一 与第二定律。（,2,）研究工质的基本热力性质。（,3,）研究各种热工设备中的工作过程。（,4,）研究与热工设备工作过程直接有关的一些化学和物理化学问题。,本课程的研究对象及主要内容 研究对象：,1,、,宏观方法：,连续体，用宏观物理量描述其状态，其基本规律是无数经验的总结,特点,：,可靠，普遍，不能任意推广,宏观热力学，平衡热力学,2,、,微观方法：,从微观粒子的运动及相互作用角度研究热现象及规律,特点：,揭示本质，模型近似,统计热力学,工程热力学研究方法,1、宏观方法：连续体，用宏观物理量描述其状态，其基本规律是无,水力发电,水力发电,全国建筑节能住宅示范小区,嵩山小区,全国建筑节能住宅示范小区嵩山小区,节能型汽水两用锅炉系列,节能型汽水两用锅炉系列,人工冰场研究,人工冰场研究,制冷空调,装置,基本特点：,1,、热源，冷源,2,、工质（制冷剂）,3,、得到容积变化功,4,、循环,(,加压、放热、,膨胀、吸热,),制冷空调装置基本特点：,动力,装置,共同基本特点：,1,、,热源，冷源,2,、,工质,3,、,容积变化功,4,、,循环,动力装置共同基本特点：,