Transcript 熱流体システム第1
熱流体システム第1 熱力学 流体物性・移動現象・伝熱 熱力学サイクル エネルギー資源・環境問題 http://www.sato.sd.keio.ac.jp/ Temperature Change in K Depth / m 370 ppm Ten thousand years Transportation (passengers) Residential (houses) Residential (offices) Transportation (freight) Industries Fiscal Year Asahi 1 January 1999 North America 0.3 EU 0.7 Asia 3.6 Africa 0.8 World Population Latin America 0.5 6.0 billion 夢のある未来社会ビジョン 地球環境保全 エネルギー資源の確保 世界人口の増加 × 知 多元・多重・多様 ＷＥＢ構造社会 都市への集中 ヒートアイランド 炭素循環生命圏 情報 通信 感 覚 芸 文化 東アジアの発展 国内地域開発 快適 省エネルギー 自然の仕組みの利用 食住＋文化 安全 水素燃料社会 太陽熱 太陽光 風力 エネルギー消費の増大 燃やす前に CO2をとる。 燃料から炭素を除く （石炭・天然ガス・バイオ） ユビキタスＩＴ社会 バイオマス 水の蒸散作用 緑の活用 水の供給 植物との共生 ［健康］ ［快適］ 快適 ［省エネルギー］ ・体の活性化 ［環境］ 安全 ［安全］ ［多元性＋多重性＋多様性］ ・知の活性化 ［経済］ 文化 ［文化］ ［知＋芸］ ・意の活性化 単位・物理定数など • 最新の国際標準を使うように心掛けよう。 • SI：国際単位系(International System of Units) • 米国商務省標準技術研究所 基礎物理定数・国際単位・計測の不確かさ http://physics.nist.gov/cuu/index.html 流体物性 http://webbook.nist.gov/chemistry/fluid/ 熱力学 の第1法則 The first law of thermodynamics 熱・熱量・熱エネルギー Q ？ dQ = dU + dW = dU + pdV 時間：動力(仕事率) powerの単位 ワット W [W]=[J/s]：dQ [W], dU [W] 量：単位質量当たり（比 specific） dq [J/kg], du [J/kg], dw= pdv [J/kg] dq = du + dw = du + pdv 圧力に体積をかけるとエネルギーになる？ F = m a 力の単位 ニュ-トン N [N]=[kg・m/s2] p = F / A 圧力の単位 パスカル Pa [Pa]=[N/m2] [Pa]=[N/m2]=[kg・m/s2]・[1/m2]=[kg/(m・s2)] W = F x エネルギーの単位 ジュール J [J] =[N・m]=[kg・m2/s2]=[Pa・m3] 内部エネルギー U？ 熱力学の第2法則 The second law of thermodynamics 100 kJ/s (1000 K) ボイラー boiler 100 kJ/s (1000 K) 熱機関 engine 熱と仕事は 区別されるべき である。 動 力 65 kW 100 kJ/s (350 K) 35 kJ/s 360 kJ/s (350 K) HP COP=5 流体物性 Thermophysical Properties of Fluids 理想気体の状態式 pV = RT ガスエンジン・コンプレッサー 実在気体の状態式 ｐＶ/(RT)=1+B+C2+… 蒸気サイクル・ヒートポンプ 熱力学サイクル Thermodynamic cycles オットーサイクル（ガソリンエンジンのサイクル） 圧 力 体積