《能源动力装置基础》.ppt

?能源与动力装置根底?;?能源与动力装置根底?;第一章根底知识;;;6;7;;〔三〕水电：水的动能和位能通过水轮机转化为旋转机械能，带动发电机发电〔电能〕。;〔四〕燃汽轮机发电：利用液体或气体燃料在燃汽轮机中燃烧产生高温燃气〔烟气〕，冲动燃汽轮机旋转，以带动发电机发电〔电能〕。为了提高循环热效率，通常采用燃气—蒸汽联合循环〔以下图〕

;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。;图1-5〔b)为吸收式制冷装置;第二节分类和应用;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;;第三节工程热力学和流体力学根底;2.易流动性：

3.粘性;4.压缩性和膨胀性;二、状态方程式;三、其他热力关系式;3.熵：;4.：为了从数量和质量两个方面来评价循环或过程的经济性引入参数。

;四、连续性方程;五、能量方程式

能量守恒与转换定律：各种形式??能量可以互相转换，但能量总和保持不变。热力学第一定律是能量守恒与转换定律在热力学上的应用，即热和功可以互相转换。也就是说，

输入系统的能量-系统输出的能量=系统内能量的变化。

闭口系统的能量方程式：闭口系统与外界无质量交换，但与外界有热量和机械功的交换。对于闭口系统1kg气体，与外界有热量交换为q，它使一局部工质内能变化?u，作功为w，那么能量方程式为

式中，q0时，系统吸热，q0时，系统放热；0时，系统内能增加，?u

0时，系统内能减少；w0时，系统对外作功，w0时，外界对系统作功。;对于闭口系统的可逆过程，因w=pdv，那么

开口系统能量方程式：闭口系统与外界既有质量交换，也有热量

和机械功的交换。对于稳定流动，有

输入系统的能量=系统输出的能量

对于稳定流动，1kg气体的能量方程

为〔因h=u+pv)

;对于理想气体，并忽略位能变化，那么有;六、热力过程;;因定温过程内能变化为零〔Δu=0)，故系统与外界热交换为：

上式说明，定温吸热时，系统对外界做的容积功等于吸热量；定温放热时，外界对系统做的容积功等于放热量。

3.绝热过程：

在状态变化过程中，系统与外界没有热交换，即s=常数ds=0。此时，理想气体的状态方程为：;4.定压过程：在状态变化过程中，工质的压力保持不变，即

p=常数dp=0

那么根据状态方程pv=RT，有即比容与温度成正比。;七、热力循环;制冷循环为逆热力循环，它使热量从低温热源排向高温热源。其代价是输入机械功〔制冷〕。制冷装置是以制冷为目的，维持低温区持续低于环境温度。制冷循环经济性由制冷系数表示：

式中，W——装置耗功；Q2-——制冷量。

热泵循环也是逆热力循环，热泵是以制热为目的，维持高温区持续高于环境温度。其热效率用供暖系数表示

式中，W——装置耗功；Q1——制热量〔向热源放热〕。向热源放热Q1等于从冷源吸热量与所耗的外功之和，即

所以，两边同除以w得;由上式可知：

正〔动力〕循环〔η〕的热效率总是小于1；

逆循环的制冷系数〔ε〕可以大于1；

供暖系数〔ε‘〕总是大于1的。

能量利用系数：通常用理想循环的能量利用系数来评价循环的完善程度。在一定温度范围内工作的一切循环，以理想的正、逆卡诺循环的能量利用系数最高。