电厂热工基础.doc

2电厂热工基础 对于非热工专业的学员来说，在进入电厂热力（锅炉、汽轮机）岗位之前，进行一定的热工理论基础知识的学习是必要的，也是十分重要的，否则，所学知识就会根基不稳、华而不实。即便是专业的学员，也需要经常复习，温故而知新，更上一层楼。 2.1电厂热工基础概念 2.1.1工质 工质是热机中热能转变为机械能的一种媒介物质(如燃气、蒸汽等)，依靠它在热机中的状态变化(如膨胀)才能获得功。 为了在工质膨胀中获得较多的功，工质应具有良好的膨胀性。在热机的不断工作中，为了方便工质流入与排出，还要求工质具有良好的流动性和热力性能稳定，其次还要求工质价廉、易取、无毒、无腐蚀性等。在物质的固、液、气三态中，气态物质是较为理想的工质，目前火力发电厂广泛采用水蒸汽作为工质。 2.1.2工质的状态参数 描述工质状态特性的物理量称为状态参数。常用的工质状态参数有温度、压力、比容、内能、焓、熵等。 工质的基本状态参数有温度、压力、比容。 2.1.2.1温度 温度就是衡量物体冷热程度的物理量，从分子运动论的观点来说，温度是表示分子运动的平均动能的大小。 对温度高低量度的标尺称为温标。常用的温标有摄氏温标和热力学温标。 (1)摄氏温标。规定在标准大气压下纯水的冰点为0℃，沸点为100℃，在0℃与100℃之间分成100个格，每格为1℃，这种温标为摄氏温标，用℃表示单位符号，用t作为物理量符号。 (2)热力学温标(绝对温标)。规定水的三相点(水的固、液、汽三相平衡的状态点)的温度为273．15K。绝对温标与摄氏温标每刻度的大小是相等的，但绝对温标的O K，则是摄氏温标 ﹣273．15℃。绝对温标用K作为单位符号，用T作为物理量符号。 摄氏温标与绝对温标的关系为 t=T-273．15(℃)或T=t+273．15(K) (2-1) 2.1.2.2压力 垂直作用于单位面积上的力称为压力，用符号“P”表示，即 P=F/A Pa (2-2) 式中 F——垂直作用于器壁上的合力，N； A——承受作用力的面积，m2。 ⑴压力的单位： ①法定(国际)计量单位制中表示压力采用N／m2，名称为帕斯卡，符号是Pa，1Pa=1N／m2。在电力工业中，机组参数多采用MPa(兆帕)，1MPa=106 N／m2。 ②以液柱高度表示压力的单位有毫米水柱(mmH20)、毫米汞柱(mmHg)，1mmHg=133N／m2，1mmH20=9.81N／m2。 ③工程大气压的单位为kg／cm2，常用at作代表符号，1at=98066．5N／m2；物理大气压的数值为1．0332kgf／cm2，符号是atm，1atm=1.013×105N／m2。 ⑵压力有绝对压力和表压力之分。容器内工质本身的实际压力称为绝对压力，用符号Pa表示。工质的绝对压力与大气压力的差值为表压力，用符号Pg表示。因此，表压力就是我们用表计测量所得的压力，大气压力用符号Patm表示。绝对压力与表压力之间的关系为：Pa=Pg+Patm或Pg=Pa－Patm。（2-3） ⑶真空和真空度 当容器内的压力低于（当地）大气压力时，把低于大气压力的部分叫真空，用符号“PV”表示。其关系式为：PV=Patm-Pa。 用百分数来表示真空值的大小，称为真空度。真空度是真空值和(当地)大气压力比值的百分数，即真空度： 真空度=Pv/Patm×100% (2-4) 完全真空时真空度为100％，若工质的绝对压力与大气压力相等时，真空度即为零。 2.1.2.3比容 单位质量的物质所占有的容积称为比容。用小写字母v表示，即： v=V/m m3/㎏ （2-5） 式中：m——物质的质量，㎏； V——物质所占有的容积， m3。 比容的倒数，即单位容积的物质所具有的质量，称为密度，用符号“ρ”表示，单位为 ㎏/m3。ρv=1，比容和密度不是相互独立的两个参数，而是同一个参数的两种不同的表示方法 2.1.2.4内能 气体内部分子运动所形成的内动能和由于分子相互之间的吸引力所形成的内位能的总和称为内能。 u表示lkg气体的内能，U表示mkg气体的内能。即 U=mu (2-6) 气体内部分子热运动的动能叫内动能，它包括分子的移动动能、分子的转动动能和分子内部的振动动能等。从热运动的本质来看，气体温度越高，分子的热运动越激烈，所以内动能决定于气体的温度。气体内部分子克服相互间存在的吸引力具备的位能，称为内位能，它与气体的比容有关。 2.1.2.5焓 在某一状态下单位质量工质比容为v，所受压力为p，为反抗此压力，该