《能源动力置基础》01a.ppt

《能源与动力装置基础》 任课教师： 刘华堂 华中科技大学 能源学院 文华学院 2008 《能源与动力装置基础》 使用教材： 《能源与动力装置基础》 主编：何国庚 出版社：中国电力出版社 2007年版 四、发电形式： （一）火力发电（图1-1） 1.主机和辅机：三大主机，锅炉、汽轮机、发电机； 主要辅机， 风机、水泵、加热器、冷凝器、除氧器、制粉设备等。 （二）核电：与火电不同之处：核燃料代替煤，核反应堆代替锅炉，其余的与火电基本相同。（图1-2） 五、制冷循环：正循环：前面所述各种发电装置是通过工质膨胀将热能转化为机械能输出 的循环，是正循环；反循环：而输入机械功（或加热）对工质进行压缩以获得热量（热泵）或 制冷量（制冷）的循环是反循环。（图1-4） （一）蒸汽压缩式制冷装置（图1-5a） 主要部件：压缩机、冷凝器、节流（膨胀）机构、蒸发器。 工作过程： ①对压缩机输入机械功，以转换成工质的压力能和热能； ②压缩机出来的高温高压工质（蒸汽）在冷凝器中放出热量并冷却为饱和液体； ③液体通过节流膨胀成低温低压湿蒸汽； ④湿蒸汽在蒸发器蒸发、吸热而使外界获得冷量。 ⑤蒸发器出来的干蒸汽又回到压缩机中。其中，冷凝器、蒸发器是换热设备，压缩机为运动机械（图1-5a）。而在图1-5c中是通过膨胀机实现工质膨胀的。 第二节 分类和应用 一、分类： （一）流体机械：以流体为工质，与外界进行传递热量和质量的机械称为流体机械。其分类有： 水力机械和气体机械； 动力机械和工作机械等。 按工作原理有：分速度式、容积式和其他形式。（表1-1） 动力机械（原动机）：有 汽轮机、燃气轮机、水轮机、风力机、内燃机、膨胀机等。 由热能向机械能转变的动力机械称为热能动力机械（热机）。如汽轮机、燃气轮机、内燃机等。 外燃机（如汽轮机、燃气轮机）和内燃机（汽油机和柴油机）。 水轮机、风力机工作原理和汽轮机相同。 2. 速度式流体机械：其特点是都具有叶轮，也称叶轮机械。流体是连续的。 3. 容积式流体机械：其特点是都具有活塞在汽缸中往返运动；而回转容积式机械的转子与机壳组成的空间容积发生变化，流体参数要变化。 喷射式流体机械：其工作原理为高压工作流体通过喷管形成高速射流，其区域内压力大大降低，从而被引入射流体，其后二者混合，使被引射流体得到能量。如电厂的抽气器（喷射式真空泵）。 二、应用 1. 内燃机：如汽车、船舶、火车动力、拖拉机、军车坦克、装甲车的动力机； 2. 燃气轮机：航空发动机、火箭、导弹；船舶、坦克；火电厂、联合循环电厂的动力机； 3. 汽轮机：火电、核电厂的原动机；给水泵的小汽轮机；鼓风机； 4. 锅炉：电站锅炉，工业锅炉（轻纺、造纸、钢铁）； 5. 水轮机：用于水电站拖动发电机； 第三节 工程热力学和流体力学基础 几个常用的名词： 相变：物质气、固、液三态的改变称为相变。 熔解（融化），凝固、熔点，凝固点。 气化（蒸发、沸腾），饱和液体，饱和气体，饱和温度、饱和压力。 一、流体的性质： 1. 状态参数和临界参数： (1) 状态参数：压力p、温度T、密度?（比容v）、音速 (2) 临界参数：临界状态下的气体参数称为临界参数。有临界压力、临界温度等。 4. 压缩性和膨胀性 （1）压缩性：流体体积随压力而变化的性质称为压缩性。常用流体的体积压缩率 ? 来表示。 体积压缩率 的倒数1/?是弹性系数E， 弹性系数E定义：为单位面积上因压缩性引起的弹性力。 (2) 膨胀性：流体体积随温度T而变化的性质称为膨胀性。常用流体的膨胀系数 来表示。 二、状态方程式 对于理想气体，其状态方程式为 式中，R——为气体常数； p——为气体压力； T——绝对温度； v——为气体比容。 对于过热蒸汽，可视为理想气体。通常，要进行修正。 对于理想气体，并忽略位能变化，则有 七、热力循环 热力循环分正热力循环和逆热力循环。 动力循环：为正热力循环，它从高温热源获得热量并将其部分转换成机械功，最后向低温热源排放低位热量。如蒸汽动力循环（火电厂），燃气动力循环（燃气轮机发电）。动力循环的热效率η为输出功W与吸热量Q之比 对于液体，稳定流体由伯努利方程，则有： 二、等截面管道流动 等速流动——直管道 管道有：直管道、变截面管道。流体在变截面管道流动，有加速流动（管道截面积沿流动方向减少，如喷嘴）和减速流动（管道截面积沿流动