熱工基礎(chǔ)與應(yīng)用知識(shí)(關(guān)于熱工)
1.關(guān)于熱工基礎(chǔ)知識(shí)
工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)的簡(jiǎn)稱。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。
熱現(xiàn)象是人類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。可是，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。
人類對(duì)熱的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)并逐漸形成熱力學(xué)這門學(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。
