华能应城《热工学基础》培训课程.ppt

工程热力学与传热学 授课教师：叶海军 火电厂基本生产过程 锅炉： 燃料的化学能转换成水蒸气的热能 汽轮机：水蒸气的热能转换成机械能 发电机：机械能转换成电能 发电厂的热力部分： 从燃料的化学能转换成机械能的部分。 热力部分包括锅炉、汽轮机、凝汽器、水泵、加热器等热力设备以及连接它们构成的热力系统。 本课程主要内容 热能与机械能的转换及热量的传递是发电厂热力设备中的主要工作过程。 ？能量的转换必须遵循哪些规律？ ？热量的传递又受到哪些因素的影响？ ？电厂中的能量转换和热量传递如何在最有利的条件下进行？ ？怎样提高电厂的热经济性 ？ 工程热力学 了解热能与机械能转换的客观规律； 了解工质的基本热力性质； 应用热力学基本定律分析工质在热力设备中所经历的变化过程； 分析影响能量转换效果的因素，了解火电厂提高循环热效率的途径与方法。 传热学 了解传热的三种基本方式； 了解实际的复杂传热过程及常用的换热设备的传热特点； 了解提高传热效果或减少热损失的途径。 第一章 热力学基础知识 1、热机： 2、工质 ： 用来实现能量相互转换的媒介物质。工程中常用的工质是可压缩的流体（水蒸汽、燃气，空气等）。 3、高温热源和低温热源 4、热力系 （1）定义: 热力系：人为规定的热力学研究对象。 外界：热力系以外，与热力系发生物质、能量交换的的物质系统。 边界：热力系和外界的分界面。热力系通过边界和外界进行功量、热量和物质的交换。 边界可以是实际的容器壁面，也可以是假想的封闭曲面。可以是固定的，也可以是可移动或胀缩的。 （2）分类: 闭口系 开口系 绝热系 孤立系 5、基本状态参数 热力学状态：热力系在某一瞬间呈现的宏观物理状态。 状态参数：描述系统所处状态的宏观物理量。 状态参数的特点： 数值大小仅取决于给定的状态； 参数变化量仅取决于初、终状态。 （1）比体积 （2）温度 （3）压力 （1）比体积 定义：单位质量工质所占有的体积。` 符号：v 单位：m3/kg 显然，比容和密度之间互为倒数。 （2）温度 描述系统冷、热状况的状态参数，标志物体内部分子无序运动的剧烈程度。 温度的高低通常用温标来表示，常用的温标有： 摄氏温标： 符号为t、单位℃。1960年国际计量会议把水的三相点定为273.16K，0.01℃。 热力学绝对温标（热力学温度或绝对温度）：　　　它可作为标准温标，一切经验温标均可以用此温标来校正。它的符号为T，单位为K(称“开尔文”)。 t（℃）=T（K）－273.15 （3）压力 ①压力的定义：单位面积上所承受的垂直作用力。根据分子运动论，气体的压力是分子运动撞击在单位面积上呈现的平均作用力。 ②压力的测量：表压与真空 ③压力的单位： ④大气压力： （工程大气压 标准大气压） 锅炉烟气压力测量实例 1、已知炉膛负压为20Pa，当时当地大气压为0.1MPa，则炉膛内绝对压力为多少？ 2、压力计中使用煤油，密度为0.8g/cm3,斜管中液体长度为200mm， 试求烟道中烟气的绝对压力为多少兆帕？ 6、热力过程与热力循环 （1）热力过程：热力系由一状态向另一状态变化时所经历全部状态的总和。 （2）准平衡过程：在热力过程中，不平衡势差无限小，热力学所经历的一系列状态都无限接近于平衡状态的热力过程。 （3）可逆过程：当工质完成某一热力过程后，若仍能沿原来所经历的状态变化途径逆行回复至原状态，并给外界不留下任何影响，则这一过程叫做可逆过程。否则，就称为不可逆过程。 实现条件：推动过程的势差无限小，而且不存在任何耗散现象。 无耗散效应的准平衡过程就是可逆过程。 （4）热力循环：工质从某一初态出发，经历一系列的状态变化后又回到初态的热力过程，称为循环。热力循环指的是能连续不断地将热变为功的循环。 7、功 （1）功的定义 ： 在力学中，功被定义为物体所受的力与该力方向上产生的位移的乘积； 在热力学中，功是系统与外界相互作用而传递的能量。当系统作功时，其对外界的作用可用在外界举起重物的单一效果来代替。 体积变化功：可压缩系统通过体积的变化（膨胀或压缩）来和外界交换的功量。 规定：系统对外界做功，功量为正；外界对系统做功，功量为负。 功是传递过程中的一种能量形式。它是伴随着相互作用而产生的，不是系统所含有的能量，所以我们不能说一个系统具有多少功。 （2）功的符号与单位 ：用符号W表示，单位J或kJ。单位物质所做的体积变化功用w表示，单位J/kg或kJ/kg。 （3）可逆过程的体积变化功与p-v图 8、热量 （1）热量的定义： 系统与外界之间依靠温差传递的能量，。 规定： 系统吸收热量，热量为正 ；系统放出热量，热量为负。 （2）热量的符