熱能與動(dòng)力機(jī)械基礎(chǔ)復(fù)習(xí)題

1、.：.；熱能與動(dòng)力機(jī)械根底循環(huán)經(jīng)濟(jì)是由“資源產(chǎn)品再生資源所構(gòu)成的物質(zhì)反復(fù)流動(dòng)的經(jīng)濟(jì)開(kāi)展方式。它要求在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中以“3 R原那么作為行為準(zhǔn)那么： (1)減量化(Reduce)原那么。用較少的原料和能源投入來(lái)到達(dá)既定的消費(fèi)或消費(fèi)的目的。 (2)再運(yùn)用Reuse)原那么。產(chǎn)品和包裝容器能以初始的方式被反復(fù)運(yùn)用。 (3)再循環(huán)(Recycle)原那么。消費(fèi)出來(lái)的物品在完成其運(yùn)用功能后能重新變成可以利用的資源，而不是不可恢復(fù)的渣滓。循環(huán)經(jīng)濟(jì)的特征低開(kāi)采、高利用、低排放，它是一種與環(huán)境調(diào)和相處的經(jīng)濟(jì)開(kāi)展方式。經(jīng)過(guò)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，使資源的運(yùn)用減量化、產(chǎn)品能反復(fù)運(yùn)用和廢棄物資源化，從而實(shí)現(xiàn)“最正確消費(fèi)、最適消費(fèi)、最

2、少?gòu)U棄。1單位GDP國(guó)內(nèi)消費(fèi)總值能耗是指某一年或某一個(gè)時(shí)期，實(shí)現(xiàn)單位國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值所平均耗費(fèi)的能源數(shù)量。單位GDP能耗即單位產(chǎn)值能耗，屬于宏觀經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的目的，其表達(dá)式為 rE/M 式中，E能源耗費(fèi)量 (指規(guī)范煤)； M同期國(guó)民經(jīng)濟(jì)消費(fèi)總值。 單位為噸規(guī)范煤/萬(wàn)元 。2單位產(chǎn)品能耗是指每單位產(chǎn)品產(chǎn)量所耗費(fèi)的能量，屬于微觀經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的目的。它又分為單耗和綜合能耗兩種，可用一個(gè)式子來(lái)表達(dá) CEp/A 式中，A為產(chǎn)品產(chǎn)量；Ep為產(chǎn)品能耗。當(dāng)Ep是指某種能的耗費(fèi)量時(shí)，C為單耗，如消費(fèi)1kWh電的煤耗；假設(shè)Ep是指生某種產(chǎn)品過(guò)程中所耗費(fèi)的各種一次能源、二次能源的總耗費(fèi)量，那么C為綜合能耗。3能源利用效率 它為

3、被有效利用的能量(或獲得的能量)與耗費(fèi)的能量(或投入的能量)之比。它被用來(lái)調(diào)查用能的完善程度，其定義式為 Ee/Ec 為能源利用效率；Ee有效利用的能量； Ec耗費(fèi)的能量。 (火用)效率我們可以廣義地定義(火用)損失。對(duì)于某一個(gè)系統(tǒng)或設(shè)備，投入或耗費(fèi)的(火用)Exi與被利用或收益的(火用)Exg之差，即為該系統(tǒng)或設(shè)備的(火用)損失ExL，可表示為 ExL= ExiExg 而被有效利用或收益的(火用)與投入或耗費(fèi)的(火用)之比，那么為該系統(tǒng)或設(shè)備的(火用)效率ex，也稱(chēng)為有效能效率環(huán)境污染的防治1) 改善動(dòng)力機(jī)械和熱能利用的各種設(shè)備的構(gòu)造，并研制新型高效安裝。2) 采用高效、低污染的新型動(dòng)力循環(huán)

4、。如煤氣化燃?xì)庖徽羝Y(jié)合循環(huán)。3) 采用代用燃料與代用工質(zhì)，并禁用某些工質(zhì)。如以天然氣替代煤氣。4) 開(kāi)發(fā)利用新能源和可再生能源。如太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等。 5) 研制性能優(yōu)良的技術(shù)部件。如新型的熄滅器、高效的脫硫除塵器。如插圖16為一種結(jié)合的脫硫脫硝工藝。 6) 建立“噪聲綜合控制區(qū)和進(jìn)展“環(huán)境噪聲達(dá)標(biāo)區(qū)的建立。7) 綜合治理環(huán)境。合理排放和處置廢氣、廢水、廢液、廢料。8) 從可繼續(xù)開(kāi)展的戰(zhàn)略目的出發(fā)，開(kāi)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，推行環(huán)境無(wú)害化技術(shù)和清潔消費(fèi)。 鍋爐的根本構(gòu)造 鍋爐本體爐膛、熄滅設(shè)備、鍋筒、水冷壁、過(guò)熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器和爐墻構(gòu)架。 輔助設(shè)備燃料供應(yīng)、煤粉制備、送引風(fēng)、水處置及給水、

5、除塵除灰和自動(dòng)控制等安裝。1收到基。以收到形狀的燃料為基準(zhǔn)計(jì)算燃料中全部成分的組合稱(chēng)為收到基。以下角標(biāo)ar表示。 2-1閃點(diǎn)及燃點(diǎn) 燃油的閃點(diǎn)當(dāng)油氣和空氣的混合物與明火接觸而發(fā)生短促閃光時(shí)的油溫。 燃點(diǎn)油面上的油氣和空氣的混合物遇到明 火能著火熄滅并繼續(xù)5 s以上的最低油溫。熱平衡根本原理 所謂鍋爐熱平衡是指鍋爐的輸入熱量與輸出熱量(包括有效利用熱和各項(xiàng)熱損失)之間的平衡。 圖2-6為鍋爐熱平衡表示圖 根據(jù)圖2-6可以寫(xiě)出如下熱平衡方程式：正平衡效率 根據(jù)鍋爐有效利用熱占輸入鍋爐熱量的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示，即反平衡效率 把輸入鍋爐的熱量可作為百分之一百，然后扣除鍋爐的各項(xiàng)熱損失，即火床熄滅設(shè)備 火床熄

6、滅是指燃料主要在火床(又稱(chēng)爐排)上完成熄滅全過(guò)程的一種熄滅方式。特點(diǎn)是燃料按一定厚度均勻地鋪在爐排面上熄滅。 火爐的種類(lèi)有：固定爐排爐、鏈條爐排爐、拋煤機(jī)翻轉(zhuǎn)爐排爐、拋煤機(jī)倒轉(zhuǎn)鏈條爐、振動(dòng)爐排爐等， 爐膛容積熱負(fù)荷 單位容積和單位時(shí)間內(nèi)燃料熄滅的放熱量，即表2-9(略)為火床爐爐排面積熱負(fù)荷 與爐膛容積熱負(fù)荷 的引薦值。 火室熄滅是指燃料在爐膛空間中以懸浮形狀完成熄滅全過(guò)程的一種熄滅方式。它可以燃用固體、液體及氣體燃料。 燃用固體燃料的火室爐通常稱(chēng)為煤粉爐，煤粉爐熄滅的煤粉必需很細(xì)，粒徑普通在以下，以有利于熄滅。 火室熄滅是指燃料在爐膛空間中以懸浮形狀完成熄滅全過(guò)程的一種熄滅方式。它可以燃用固

7、體、液體及氣體燃料。 燃用固體燃料的火室爐通常稱(chēng)為煤粉爐，煤粉爐熄滅的煤粉必需很細(xì)，粒徑普通在以下，以有利于熄滅。汽輪機(jī)類(lèi)型 蒸汽參數(shù)表示方法 型號(hào)例如 凝汽式中間再熱式一次調(diào)理抽氣式二次調(diào)理抽氣式背壓式抽氣背壓式主蒸汽壓力/主蒸汽溫度主蒸汽壓力/主蒸汽溫度/中間再熱溫度主蒸汽壓力/調(diào)理抽氣壓力主蒸汽壓力/高壓抽氣壓力/低壓抽氣壓力主蒸汽壓力/背壓主蒸汽壓力/抽氣壓力/背壓N50-8.28/535N600-16.7/537/537C50-8.82/0.118CC12-3.43/0.98/0.118B50-8.82/0.98CB25-8.82/1.47/0.49級(jí)內(nèi)損失和級(jí)的效率 1.汽輪機(jī)的級(jí)

8、內(nèi)損失 計(jì)算級(jí)的損失需求根據(jù)其實(shí)踐情況而定。1葉高損失 葉高損失 用半閱歷公式計(jì)算3-442扇形損失 扇形損失的計(jì)算公式如下3-453葉輪摩擦損失 摩擦耗功的閱歷4部分進(jìn)汽損失 5漏汽損失 6濕汽損失 回?zé)嵫h(huán)吸收熱量： 公式 STYLEREF 1 s 11 SEQ 公式 * ARABIC s 1 8放出熱量： 公式 STYLEREF 1 s 11 SEQ 公式 * ARABIC s 1 9功量： 公式 STYLEREF 1 s 11 SEQ 公式 * ARABIC s 1 10熱效率： 公式 STYLEREF 1 s 11 SEQ 公式 * ARABIC s 1 11能量平衡方程： 公式 S

9、TYLEREF 1 s 11 SEQ 公式 * ARABIC s 1 12抽汽量： 公式 STYLEREF 1 s 11 SEQ 公式 * ARABIC s 1 13功率： 公式( STYLEREF 1 s 11 SEQ 公式 * ARABIC s 1 14)耗熱量： 公式( STYLEREF 1 s 11 SEQ 公式 * ARABIC s 1 15)排熱量： 再熱循環(huán)吸收熱量： 公式 STYLEREF 1 s 11 SEQ 公式 * ARABIC s 1 17放出熱量： 公式 STYLEREF 1 s 11 SEQ 公式 * ARABIC s 1 18功量： 公式 STYLEREF 1 s

10、 11 SEQ 公式 * ARABIC s 1 19熱效率： 公式 STYLEREF 1 s 11 SEQ 公式 * ARABIC s 1 20功率： 公式( STYLEREF 1 s 11 SEQ 公式 * ARABIC s 1 21)耗熱量： 公式( STYLEREF 1 s 11 SEQ 公式 * ARABIC s 1 22)排熱量： 公式( STYLEREF 1 s 11 SEQ 公式 * ARABIC s 1 23)采用再熱循環(huán)可以提高平均吸熱溫度，因此可以提高循環(huán)熱效率。熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)既供熱又供電，常用兩個(gè)目的來(lái)確定其經(jīng)濟(jì)性： 1熱電廠(chǎng)的燃料利用系數(shù)某廠(chǎng)的熱電站功率12，運(yùn)用

11、背壓式汽輪機(jī)，13.5MPa，t1435，20.8a，排汽全部用于供熱。假設(shè)煤的發(fā)熱值為20000KJ/kg，計(jì)算電廠(chǎng)的循環(huán)熱效率及耗煤量。設(shè)鍋爐效率為85。假設(shè)熱電分開(kāi)消費(fèi)，電能由2=7kPa的凝汽式汽輪機(jī)消費(fèi)，熱能0.8MPa的230的蒸汽由單獨(dú)的鍋爐供應(yīng)，其他條件同上，試比較其耗煤量。設(shè)鍋爐效率同上。燃?xì)庹羝Y(jié)合循環(huán)注蒸汽燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)濕空氣燃汽輪機(jī)循環(huán) 輕水堆是指用加壓的普通純真水慢化和冷卻的反響堆。假設(shè)不允許水在堆內(nèi)沸騰，那么稱(chēng)壓水堆；假設(shè)允許水在堆內(nèi)沸騰，那么稱(chēng)沸水堆。輕水堆是目前最主要的堆型。 重水堆是指用重水慢化的反響堆。 氣冷堆是指用石墨慢化，二氧化碳或氦氣冷卻的反響堆。 世界

12、上核電站以壓水堆為主。我國(guó)都是壓水堆核電站。其緣由如下： 壓水堆的投資低。 壓水堆技術(shù)上最成熟。 壓水堆平安。 我國(guó)已初步具備建立壓水堆的工業(yè)技術(shù)根底。核聚變快中子反響堆發(fā)電才干為100萬(wàn)千瓦的輕水堆，每天運(yùn)用約3公斤鈾-235。雖然用量不多，但是由于天然鈾儲(chǔ)量有限現(xiàn)探明約可運(yùn)用1000年，其中鈾-235約只占07，而993是鈾-238。鈾-235和鈾-238都是鈾的同位素，它們的原子核都會(huì)裂變，但鈾-235有其獨(dú)特的裂變方式，當(dāng)中子撞擊其原子核時(shí)，原子核會(huì)分裂成分量幾乎相等的兩部分，而鈾-238卻不具備上述裂變方式，所以不能用作輕水堆的燃料。因此，當(dāng)今核電站的核燃料中，鈾-235好像優(yōu)質(zhì)煤，

13、而鈾-238卻像煤矸石，只能作為核廢料堆積在那里，成為污染環(huán)境的公害。為理處理上述問(wèn)題，使鈾資源得到充分利用，科學(xué)家正在開(kāi)發(fā)研討、設(shè)計(jì)另一種方式的反響堆-快中子反響堆，簡(jiǎn)稱(chēng)快堆?？於巡挥免?235，而用钚-239作燃料，不過(guò)在堆心燃料钚-239的外圍再生區(qū)里放置鈾-238。钚-239產(chǎn)生裂變反響時(shí)放出來(lái)的快中子，被裝在外圍再生區(qū)的鈾-238吸收，鈾-238就會(huì)很快變成钚-239。這樣，钚-239裂變，在產(chǎn)生能量的同時(shí)，又不斷地將鈾-238變成可用燃料钚-239，而且再生速度高于耗費(fèi)速度，核燃料越燒越多，快速增殖，所以這種反響堆又稱(chēng)快速增殖堆。據(jù)計(jì)算，如快中子反響堆推行運(yùn)用，將使鈾資源的利用率提

14、高50-60倍，大量鈾-238堆積浪費(fèi)、污染環(huán)境問(wèn)題將能得到處理。平安性 核電站是平安的，由于 第一，核反響堆大多采用低濃度裂變物質(zhì)作燃料，不具備發(fā)生核爆炸的條件。 第二，核反響堆內(nèi)有平安控制手段。 第三，反響堆有自穩(wěn)定的特性。 核反響堆也會(huì)產(chǎn)生一些廢氣、廢液和廢物。但于燃煤電站相比，核電站可稱(chēng)為清潔的能源。1、柴油機(jī)YZ6102Q六缸直列、四沖程、缸徑102mm、水冷、汽車(chē)用YZ為揚(yáng)州柴油機(jī)廠(chǎng)代號(hào)；10V120FQ10缸V型氣缸陳列、四沖程、缸徑120mm、風(fēng)冷、汽車(chē)用；12VE230ZCZ12缸、V型、二沖程、缸徑230mm、水冷、增壓、船用主機(jī)、左機(jī)根本型。 2、汽油機(jī) 1E65F單缸、

15、二沖程、缸徑65mm、風(fēng)冷、通用型； EQ6100-1六缸、直列、四沖程、缸徑100mm、水冷，區(qū)分符號(hào)1表示第一種變型產(chǎn)品EQ為第二汽車(chē)制造廠(chǎng)代號(hào)； BJ492QA四缸、直列、四沖程、缸徑92mm、水冷、汽車(chē)用，區(qū)分符號(hào)A表示變型產(chǎn)品BJ為北京汽車(chē)制造廠(chǎng)代號(hào)。 1、上止點(diǎn)、下止點(diǎn)及活塞行程 活塞頂端離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處，稱(chēng)為上止點(diǎn)?；钊敹穗x曲軸中心最近處，稱(chēng)為下止點(diǎn)。上、下止點(diǎn)間的間隔 S稱(chēng)為活塞行程。連桿軸頸中心到曲軸軸頸中心的間隔 R為曲柄半徑。對(duì)氣缸中心線(xiàn)經(jīng)過(guò)曲軸中心線(xiàn)的內(nèi)燃機(jī)，其活塞行程等于曲柄半徑的兩倍，即S=2R。 2、氣缸任務(wù)容積上、下止點(diǎn)所包容的氣缸容積稱(chēng)為氣缸任務(wù)容積，用

16、 表示。 式中 D氣缸直徑mm； S活塞行程mm。3、內(nèi)燃機(jī)排量?jī)?nèi)燃機(jī)一切氣缸任務(wù)容積的總和稱(chēng)為內(nèi)燃機(jī)排量，用 表示。式中 i 氣缸數(shù)； 氣缸任務(wù)容積L。 內(nèi)燃機(jī)排量表示內(nèi)燃機(jī)的作功才干，在內(nèi)燃機(jī)其他參數(shù)一樣的前提下，內(nèi)燃機(jī)排量越大內(nèi)燃機(jī)所發(fā)出的功率就越大。4、熄滅室容積活塞位于上止點(diǎn)時(shí)的氣缸容積稱(chēng)為熄滅室容積，也稱(chēng)緊縮容積。用Vc表示。 5、氣缸總?cè)莘e氣缸任務(wù)容積與熄滅室容積之和稱(chēng)為氣缸總?cè)莘e，用Va表示。 Va = Vs + Vc 6、緊縮比氣缸總?cè)莘e與熄滅室容積之比稱(chēng)為緊縮比，用表示。 四沖程汽油機(jī)與四沖程柴油機(jī)的共同點(diǎn)是：1每個(gè)任務(wù)循環(huán)都包含進(jìn)氣、緊縮、作功和排氣等四個(gè)活塞行程，每個(gè)行

17、程各占180曲軸轉(zhuǎn)角，即曲軸每旋轉(zhuǎn)兩周完成一個(gè)任務(wù)循環(huán)。2四個(gè)活塞行程中，只需一個(gè)作功行程，其他三個(gè)是耗功行程。顯然，在作功行程曲軸旋轉(zhuǎn)的角速度要比其它三個(gè)行程時(shí)大得多，即在一個(gè)任務(wù)循環(huán)內(nèi)曲軸的角速度是不均勻的。為了改善曲軸旋轉(zhuǎn)的不均勻性，可在曲軸上安裝轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大的飛輪或采用多缸內(nèi)燃機(jī)并使其按一定的任務(wù)順利依次進(jìn)展任務(wù)。 兩者不同之處是：1汽油機(jī)的可燃混合氣在缸外部開(kāi)場(chǎng)構(gòu)成并延續(xù)到進(jìn)氣和緊縮行程終了，時(shí)間較長(zhǎng)。柴油機(jī)的可燃混合氣在氣缸內(nèi)部構(gòu)成，從緊縮行程接近終了時(shí)開(kāi)場(chǎng)，并占小部分作功行程，時(shí)間很短。2汽油機(jī)的可燃混合氣用電火花點(diǎn)燃，柴油機(jī)那么是自燃。所以又稱(chēng)汽油機(jī)為點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)，稱(chēng)柴油機(jī)為壓

18、燃式內(nèi)燃機(jī)。 內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造和組成，隨發(fā)動(dòng)機(jī)的用途、消費(fèi)廠(chǎng)家和消費(fèi)年代的不同而千差萬(wàn)別。但就其總體構(gòu)造而言，卻都是由機(jī)體組、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、光滑系統(tǒng)、起動(dòng)系統(tǒng)和有害排放物控制安裝組成。假設(shè)是汽油機(jī)，還包括點(diǎn)火系統(tǒng)。假設(shè)為增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，還應(yīng)有增壓系統(tǒng)。1發(fā)生器 2冷凝器 3節(jié)流閥 4蒸發(fā)器 5吸收器 6泵吸收式制冷系統(tǒng)組成表示圖1冷凝器 2發(fā)生器 3蒸發(fā)器 4冷劑泵 5吸收器6溶液泵 7引射器 8換熱器 圖6-25 單效雙筒式溴化鋰吸收式制冷機(jī)的任務(wù)原理圖. 地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)用的優(yōu)勢(shì) 1較低的能量耗費(fèi)。地源熱泵比空氣源熱泵節(jié)省能源40以上，比電采暖節(jié)省能源70以

19、上。2免費(fèi)或低費(fèi)用的提供生活熱水。在夏季可以免費(fèi)提供熱水，在冬季獲得熱水的費(fèi)用可節(jié)省一半。3改善了建筑外觀。由于通常沒(méi)有室外緊縮機(jī)或冷卻水塔。4較低的環(huán)境影響。比燃煤鍋爐與電驅(qū)動(dòng)地源熱泵所排放的CO2量，可減少30。 5較低的維護(hù)費(fèi)用。平均維護(hù)費(fèi)用約為傳統(tǒng)系統(tǒng)的三分之一。6運(yùn)轉(zhuǎn)靈敏、經(jīng)久耐用。地源熱泵本身通常壽命在20年以上。7全年滿(mǎn)足溫、濕度要求。因機(jī)組可自主決議供熱、制冷空調(diào)的時(shí)間。8分區(qū)供熱和制冷。9設(shè)計(jì)特性明顯。影響地源熱泵系統(tǒng)有效運(yùn)用的最大妨礙是不適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和安裝。 一太陽(yáng)能的特點(diǎn) 1數(shù)量宏大但卻非常分散 2時(shí)間長(zhǎng)久但卻不延續(xù)不穩(wěn)定 3清潔平安、免費(fèi)運(yùn)用但初投資高 二太陽(yáng)能利用的方式

20、1太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為熱能 2太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能 3太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能5.風(fēng)速頻率與風(fēng)玫瑰圖 風(fēng)速頻率是指某地一年或一個(gè)月之內(nèi)具有一樣風(fēng)速的總時(shí)數(shù)的百分比。用各方向上平均風(fēng)速頻率和平均風(fēng)速立方值的乘積，繪制成風(fēng)玫瑰圖，可顯示風(fēng)能資源情況及能量集中的方向，如圖715所示。 1潮汐能利用海水潮汐是一種自然景象。它是在月球和太陽(yáng)引潮力作用下所發(fā)生的海水周期性漲、落運(yùn)動(dòng)。普通情況下，每晝夜有兩次漲落，一次在白天，一次在晚上，人們把白天的海水漲落稱(chēng)“潮，晚上的海水漲落稱(chēng)“汐，合起來(lái)稱(chēng)為“潮汐。潮汐能主要源于地球與月球、太陽(yáng)之間的相互作用，不像其他海洋能主要來(lái)源于太陽(yáng)能，而且其開(kāi)發(fā)技術(shù)相對(duì)比較成熟。所謂潮汐能就是指海水在漲落潮運(yùn)動(dòng)中包含著的大量的動(dòng)能和勢(shì)能的總和。2氫的制備為了實(shí)現(xiàn)氫能的大規(guī)模運(yùn)用，最關(guān)鍵的是要找到一種廉價(jià)低能耗的制氫方法。制備氫的根本方法：1甲烷等與水蒸汽反響制氫2電解水制氫水電解過(guò)程就是使直流電經(jīng)過(guò)導(dǎo)電水溶液(通常加H2SO4或KOH)使水分解成H2和O2,電解的反響式為為了提高制氫效率，水的電解通常在3.05.0MPa的壓力下進(jìn)展。近年