輪機概論第一章熱工知識

輪機概論IntroductiontoMarineEngineering課程簡介[1]輪機概論IntroductiontoMarineEngineering輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[2]課程簡介課件標識說明：(1)下劃線紅色粗體字表示必須牢固掌握的內容；(2)為增強視覺效果，帶下劃線藍色粗體字與(1)等同；(3)粉紅色黑體字表示專門術語；(5)★表示重點內容；(6)黑色字表示一般敘述。(4)綠色英語供參考；輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[3]輪機：是輪船上機器的總稱，含義和船舶動力裝置基本相同，分為以下幾個部分：MarineEngineering:theengineeringconcernswiththemachineryandsystemsofships,including:課程簡介1、主動力裝置：主機、軸系、推進器等2、輔助動力裝置：發(fā)電機組、配電設備、鍋爐、壓縮空氣系sss統(tǒng)、甲板機械等；3、管路系統(tǒng)：泵、管系、熱交換器、濾器、容器、閥門等。1.Mainpowerplant;2.Auxiliarypowerplant;3.Pipingsystem;輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[4]課程簡介輪機部人員(Personnel)輪機長(ChiefEngineer,C/E)大管輪(SecondEngineer,2/E)二管輪(ThirdEngineer,3/E)三管輪(ForthEngineer,4/E)電機員(ElectricalEngineer,E/E)機工長(ChiefMotorman)機工(Motorman)加油(Oiler)見習生(Cadet)銅匠(Fitter)輪助

(Assistantengineer)實習輪機員

(Apprenticeengineer)俗稱老軌二軌三軌四軌輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[5]課程簡介輪機部人員(Personnel)職責(Responsibility)輪機部的全面管理，監(jiān)督和指導輪機員工作輪機部日常管理，主機、軸系、舵機、冷庫發(fā)電柴油機、燃油的管理等鍋爐、防污染設備、甲板機械、空調、艇機輪機長(ChiefEngineer,C/E)大管輪(SecondEngineer,2/E)二管輪(ThirdEngineer,3/E)三管輪(ForthEngineer,4/E)電機員(ElectricalEngineer,E/E)機工長(ChiefMotorman)機工(Motorman)加油(Oiler)見習生(Cadet)銅匠(Fitter)輪助

(Assistantengineer)實習輪機員

(Apprenticeengineer)輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[6]課程簡介輪機部人員(Personnel)值班(Watchkeeping)不值班1200-04000400-08000800-1200不值班輔機班、白班輪機長(ChiefEngineer,C/E)大管輪(SecondEngineer,2/E)二管輪(ThirdEngineer,3/E)三管輪(ForthEngineer,4/E)電機員(ElectricalEngineer,E/E)機工長(ChiefMotorman)機工(Motorman)加油(Oiler)見習生(Cadet)銅匠(Fitter)輪助

(Assistantengineer)實習輪機員

(Apprenticeengineer)輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[7]課程簡介主要內容(Contents)2柴油機

(DieselEngine)3推進裝置

(PropulsionPlant)4泵和馬達

(Pump&Motor)5甲板機械

(DeckMachinery)6船舶系統(tǒng)

(ShipSystem)7船舶鍋爐

(MarineBoiler)1熱工知識

(Fundamentals)輪機概論IntroductiontoMarineEngineering第一章熱工基礎知識[8]第一章熱工基礎知識Chapter1FundamentalsofThermodynamics主要內容：本章主要介紹熱工基礎知識，包括熱力狀態(tài)參數(shù)、熱與功的轉換、水蒸氣和濕空氣的性質、傳熱的基本方式等。重點是理解和掌握基本概念。Abstract：Thischapterintroducesthefundamentalsofthermodynamics,includingtheparameters

of

thermodynamics,conversionofheatandwork,propertiesofwatervaporandwetair,patternsofheattransfer.Thekeypointistounderstandandmemorizethedefinitions.輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[9]一、工質第一章熱工基礎知識第一節(jié)熱力狀態(tài)參數(shù)Section1ParametersofThermodynamics熱能動力裝置(ThermalPowerPlant):

將燃料燃燒產(chǎn)生的部分熱能轉換為機械能的裝置。例：柴油機、汽油機、燃氣輪機、蒸汽輪機。工質(WorkingMedium):用來將熱能轉化為機械能的各種流動介質。工質應具有良好的膨脹性、流動性。(★★★★)

例：柴油機的工質是燃氣，蒸汽輪機的工質是水蒸氣。輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[10]二、狀態(tài)參數(shù)(ParametersofThermodynamics)第一章熱工基礎知識狀態(tài)參數(shù)：用來描述系統(tǒng)宏觀特性的物理量。壓力(Pressure,P)溫度(Temperature,T)比容(Specificvolume,v)內能(Internalenergy,U)粒子熱運動的動能和勢能的和。焓

(Enthalpy,H)系統(tǒng)中能夠做功的能量。熵(Entropy,S)物質微觀熱運動混亂程度的標志，熱量轉ssssssssssssssssssss化為功的程度基本狀態(tài)參數(shù)(可測)(★★★★)

輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[11]1、壓力

(Pressure,P)第一章熱工基礎知識壓力：工質垂直作用在單位容器壁面或分界面上的力。國際單位：N/m2(Pa),MPa(106Pa)工程單位：kgf/cm2,bar英制單位：psi(bf/in2)1kgf/cm2=0.981×105Pa1psi=0.69×104Pa帕斯卡巴工程氣壓標準氣壓磅力/英寸2毫米汞柱米水柱(Pa)(bar)(at)(atm)(psi)(Torr)N/m210N/m2kgf/cm2760mmHg1bf/in2mmHgmH2O110-51.0210-50.9910-51.4510-47.510-31.0210-4壓力單位換算表輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[12]第一章熱工基礎知識(1)大氣壓力pb(Atmosphericpressure)：緯度45度平均海平面上常年大氣壓力的平均值定義為標準大氣壓(atm)，其大小隨緯度﹑高度﹑空氣溫度及水蒸氣含量而變化。(2)絕對壓力p(Absolutepressure)：

工質作用在容器壁面上的實際壓力。(3)表壓力pg(Gaugepressure)：

用壓力表測得的數(shù)值，ssssssssssssssssssssssssssssspg=p-pb。(4)真空度pv

(Vacuum)：用真空表測得的數(shù)值，pv=pb-p。輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[13]第一章熱工基礎知識ppgapb大氣壓力0bpvp大氣壓力0pbpg=p-pbpv=pb-p工程計算中，取pb=0.1MPa,則p=pg+0.1MPa輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[14]第一章熱工基礎知識壓力表真空壓力表輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[15]2、溫度

(Temperature,T)(★★★★)

第一章熱工基礎知識溫度：表示物質冷熱程度的狀態(tài)參數(shù)。溫度的數(shù)值表示方法ssssss叫做溫標

(TemperatureScale)

。華氏溫標

(Fahrenheit)：在標準大氣壓下，純水冰點定為32度，沸點212度，兩點間均分180等份，每份為1華氏度，記作1F，符號tF。攝氏溫標

(Celsius)：在標準大氣壓下，純水冰點定為0度，沸點100度，兩點間均分100等份，每份為1攝氏度，記作1C，符號tC。開氏溫標

(Kelvin)：攝氏零下273.15C為零度，每度的間隔與攝氏溫標相同，記作1K

，符號TK。輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[16]第一章熱工基礎知識冷卻水、燃油、滑油柴油機排氣數(shù)字顯示★★★★★輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[17]第一章熱工基礎知識3、比容和密度

(Specificvolume,density)比容：1kg的物質所占的容積，m3/kg。V-容積，m-質量密度：1m3的物質所具有的質量，kg/m3。，輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[18]第一章熱工基礎知識4、理想氣體狀態(tài)方程

(Idealgasstateequation)R-氣體常數(shù)(Gasconstant)理想氣體(Idealgas)

：又稱完全氣體，假想的、理想化的氣體模型，氣體的分子是一些彈性的、本身不占有體積的質點，且分子相互之間不存在作用力。完全符合下述方程：工程上，空氣、柴油機的燃氣、空氣中的水蒸氣等，可按理想氣體進行計算。輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[19]第一章熱工基礎知識第二節(jié)熱與功Section2HeatandWork一、熱量熱量(Heat,Q)：系統(tǒng)和外界由于溫度差而通過邊界傳遞的sssssssssssssss能量。外界給系統(tǒng)加熱，Q+；系統(tǒng)對外界sssssssssssssss放熱，Q-。1kJ=0.2388kcal=0.984BTU(BritishThermalUnit)

1kcal:標準大氣壓，1kg純水,14.5C15.5C1BTU:標準大氣壓，1b純水,59.5C60.5C輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[20]二、功和功率(Work,Power)第一章熱工基礎知識功(Work)：當封閉系統(tǒng)通過邊界和外界之間發(fā)生相互作用時，如果外界的唯一效果是升起重物，則系統(tǒng)對外界作了功；反之，如果外界的唯一效果是降低重物，則外界對系統(tǒng)作了功。1kgf·m=9.8N·m=9.8J功率

(Power)：單位時間內所做的功。1ps=0.735kW

(★★★★)

ps-工制馬力，hp-英制馬力,1ps=0.986hp輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[21]三、熱效率(Thermalefficiency)第一章熱工基礎知識熱效率：效果與代價之比。內燃機工作系統(tǒng)W-機械功Q1-從高溫熱源吸收的熱量Q2-傳給低溫熱源的熱量最理想循環(huán)、即熱效率最高的循環(huán)是卡諾循環(huán)

(Carnotcycle)

η<100%T1-高溫熱源溫度，T2-低溫熱源溫度輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[22]第一章熱工基礎知識第三節(jié)水蒸氣與濕空氣Section3WaterVaporandWetAir一、水蒸氣的性質飽和溫度(SaturationTemp.)：一定壓力下水開始沸騰的溫度稱為該壓力下的飽和溫度。1atm,100C;2atm,200C。特點：飽和溫度隨壓力的變化而變化，壓力越高對應的飽和溫度越高。飽和壓力(SaturationPres.)：一定溫度下壓力達到某一定值時水開始沸騰的溫度稱為該溫度下的飽和壓力。特點：僅與溫度有關，溫度越高飽和壓力越高。過熱蒸汽(Superheatedsteam)：水在等壓加熱沸騰汽化完畢后，再加熱蒸汽，溫度升高而壓力不變，這樣的蒸汽稱過熱蒸汽。輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[23]第一章熱工基礎知識過熱度(Degreeofsuperheat，t)：過熱蒸汽的溫度t與飽和溫度ts之差,即△t=t-ts。二、濕空氣濕空氣

(Wetair)

：含有水蒸氣的空氣。飽和空氣

(Saturatedair)

：空氣中所含水蒸氣量已經(jīng)達到最大限量，稱這時的空氣為飽和空氣。否則稱為未飽和空氣。相對濕度

(Relativehumidity，)

：一定溫度下，1m3濕空氣中所含水蒸氣量與1m3飽和空氣中所含水蒸氣量的百分比。干空氣=0%，飽和空氣=100%。(絕對)濕度

(Absolutehumidity)

：一定體積的空氣中含有的水蒸氣的質量，g/m3。露點

(Dewpoin