[工学]能源与动力装置基础——基础知识 2010.ppt

多变过程 在初始状态相同和压力变化相同的条件下，压缩功（技术功）随n值增大而增大 膨胀功？ 《能源与动力装置基础——基础知识》 不可压工质 能量方程仍然成立 没有热能（内能）与机械功的相互转换 热量的传递不影响流动和做功过程 《能源与动力装置基础——基础知识》 沿流线应用能量方程 对于可压缩工质 对于不可压工质 《能源与动力装置基础——基础知识》 几个实际问题： 气体常数的影响 冷却与加热 效率的定义 绝热效率 等温效率 二、吸热过程与放热过程——热量交换 1、定义：热量在热力学上为由高温物体传递到低温物体的能量 显热(T变，分子内部动能变化) 潜热(T不变，分子内部位能变化) 吸热 放热 溶解汽化 凝固冷凝 蒸发器 发生器 省煤器 锅炉….. 应 用 冷凝器 吸收器 凝汽器 冷却器… 2、传热方式——传导、对流、辐射 传导——固体内部的传热 dA dQ 加强和防止传热的措施: 导热系数（材料） 壁厚 面积 接触表面质量 对流——流固之间和流体内部的传热 自然对流与强迫对流 影响?的因素： 工质的物性参数 流态，湍流与层流 换热面的形状与布置 辐射——超距离传热 热量以电磁波的形式传播 辐射强度与温度的4次方成正比 三、燃烧过程——化学能转换为热能 吸热升温 燃烧三要素：燃料(气液固)、氧(空气)、着火的能量 燃烧 放热 一定条件下着火 完全燃烧的条件： 温度维持在着火温度以上； 适当空气量； 及时排除燃烧产物； 保证必要的燃烧空间和时间。 * 对于单组分三维流动，在直角坐标系中，方程的微分形式为： 旋转轴 (1)轴流、 (2)径流(离心)压缩机 轴流 离心 速 度 式 (3)混流(斜流)式 照 片 子午面(轴面) 《能源与动力装置基础——基础知识》 换热设备是动力工程中常见的能量(热能)交换装备。 二、 换热设备（热量交换） 换热设备包括各种的热交换器和锅炉、燃烧器等，例如制冷装置中的蒸发器、冷凝器；火力发电装置中的省煤器、预热器、过热器、再热器、凝汽器、加热器等；燃气轮机装置内的中冷器、回热器等。 热交换器一般是固体两边壁面的流体通过对流进行热交换，也有通过辐射、两流体直接接触等方式进行热交换的。 《能源与动力装置基础——基础知识》 换热器的分类 按流动方向分：顺流式、逆流式、错流式、混流式 按传热方式分：间壁式、混合式、蓄热式 沉浸式、喷淋式、套管式、管壳式、翅片管式、热管式 波纹平板式、板壳式、螺旋板式、板翅式 管式 板式 间壁式 混合式 蓄热式 直接接触式如冷却塔 回热式或再生式 如热风炉 间壁式： (1) 管式 板式 (热)管式 混合式 蓄热式 《能源与动力装置基础——基础知识》 三、应用 2010年有生产1000万辆汽车的能力，舰船、飞机、巡航导弹 96年统计，人均发电900Kw.h，仅世界平均值的1/3，装机容量2.5亿KW， 2010年到5亿Kw。 风机、泵、压缩机的用电量占全国发电量1/3左右。 制冷、空调1~2000万台/年、低温、冷藏链 能源动力、电力、冶金、航空航天、石油、化工、药业、农业、矿业、天然气、激光、卫星、芯片。 《能源与动力装置基础——基础知识》 我国能源与动力领域和国际先进水平的差距 火力发电的热效率很低，每度电消耗煤高达366克，比发达国家多45克。 一次能源转化成电力的比例只有22%，而发达国家平均为36%。 工业炉的热效率一般为60%左右，而日本达到80%以上。 内燃机的油耗率也要比国际先进水平高8-15%。 我国人平均能耗仅为世界平均水平的1/3，而单位产值能耗则是世界上最高的国家之一。 《能源与动力装置基础——基础知识》 第三节 工程热力学和流体力学基础 ?热力学是一门研究能量的储存、转化和转移以及物质性质的科学。 ?能量的储存形式有：内能（与温度相关联）、动能（由于运动引起）、势能（由于位置升高引起）和化学能（由化学组成引起）。 ?能量会从一种形式转化到其它的形式。 ?能量以热或功的方式穿越边界进行转移。 ?流体力学是研究流体在外力作用下平衡和运动规律的学科。 《能源与动力装置基础——基础知识》 一、物质的三态（p-v-T表面） 物质的三态：固体、液体和气体。 固体、液体和气体三个状态之间的改变称为相变。 固体变为液体称为熔解(或融化) 液体变为固体叫做凝固 固体变为气体的现象称为升华 反映三态关系的： 《能源与动力装置基础——基础知识》 二、流体的性质 基本状态参数 是可测量的状态