深大能源工程2

1.能量（源）利用的基本目的是什么，举例说明？2.新能源和可再生能源怎么区分、利用方式如何？3．说明饱和水、饱和蒸汽和过热蒸汽的性质？4．什么是绝对压力、表压力和真空度？5．什么是蒸汽轮机采用的“郎肯循环”？燃气轮机实际循环加以理想化，即：（1）在燃烧室的燃烧过程中，忽略流动压降，并将其视之为可逆定压加热过程，把燃气轮机排出废气的过程近似为定压放热过程；（2）忽略喷入的燃油质量并把工质看作空气，做为理想气体处理，比热容取定值；（3）气体在压气机及燃气轮机内经历可逆绝热压缩和可逆绝热膨胀过程。

这样的循环就简化成封闭的定压加热的理想循环，又称布雷顿循环。

以气体为工质的燃气轮机的压气机消耗了燃气轮机做功的60％～70％.布雷顿循环的热效率与压力环境空气温度压缩机效率透平元件和其他性能模式有关,较高功率输出和航空发动机设计效率较高.由两个定压过程和两个绝热过程组成的最简单的蒸汽动力循环，称为朗肯循环，是复杂蒸汽循环的基础。

在朗肯循环的放热过程中水蒸汽是全部凝结的。

在朗肯循环中，水泵所需要的功约为向外做功的２％。

6．什么是“热量㶲”和“冷量㶲”？7．说明什么叫“正向循环”和“逆向循环”？8．能源使用过程需要考虑哪些最基本的问题？9．你觉得未来的新能源将来自哪里，有何特征？10．什么叫第一类永动机和第二类永动机？第一类永动机：在热力学第一定律建立之前，人们曾幻想制造出一种永动的机器，不需要任何燃料和动力，又不消耗系统本身的内能，却能不断对外做功而且永远转动，这类机器叫第一类永动机。

它可以使系统不断地经历状态变化后又回到原来的状态，而不消耗系统的内能，同时又不需要外界供给任何能量而可以不断地对外做功，因此第一永动机是不可能制成的。

第二类永动机：热力学第一定律并没有排斥下述的幻想：发明一种热机，用它把物体与地面摩擦所产生的热量都吸收起来并对物体做功，将内能全部转化为动能，使因摩擦停止运动的物体在地面上重新运动起来，而不引起其它变化，这种热机没有冷凝器，只有单一的热源，它从这个单一热源吸收的热量，可以全部用于做功而不引起其它变化，这种想象中的这种热机称为第二类永动机。

如果第二类永动机可以制成,地球上就不存在能源问题.11.什么叫“热力循环”和“热力过程”？12.中央空调系统的“蒸发器”起何作用？13.中央空调系统的“冷凝器”起何作用？14．说明燃气和蒸汽联合循环的运行方式（要有示意图）？15.凝汽式汽轮机组和背压式汽轮机组有何区别？（1）凝汽式发电机组是主力电厂发电设备，背压式发电机组是热电厂发电设备。

（2）凝汽式汽轮机的泛汽温度很低，约80-90℃，经凝汽器后进锅炉；背压式汽轮机除了发电外，还要供热，往往是汽轮机中间或尾部抽汽，而且抽汽的参数是根据热力用途。

（3）凝汽式发电机组为了提高发电效率和其热经济性，首先采用的措施是提高蒸汽的初参数和降低其终参数,所有大容量的凝汽式发电厂的热力系统都是采用给水回热和再热循环。

（4）背压气轮机组是以热负荷来调整发电负荷，也就是说发电量跟着外界供蒸汽的多少来变化；凝汽式汽轮发电机组是把发过电的蒸汽凝成水再送回锅炉，烧成蒸汽再回来发电。

16.燃气轮机发电过程为什么要用到空气压缩机？17.压缩式制冷和吸收式制冷循环有什么根本区别？18.国家为什么要大力推进能源利用结构的改革？19.国家为什么要计划实行峰谷差电价？20.可逆循环对热力过程和热力设备的意义如何？21.什么是热力循环的“可逆”和“不可逆”过程？当系统由初始状态出发，经过一系列中间状态后，重新回到初始状态所完成的一个封闭的热力过程称为热力循环，简称循环。

如果体系完成某一热力过程以后,有可能使体系沿相同的路线逆行,而逆行终了时,体系就和外界全恢复到原来的状态,而未使体系和外界发生任何变化,则该热力过程叫做可逆过程.否则,就叫做不可逆过程.全部由可逆过程组成的循环，称为可逆循环。

全部由不可逆过程或部分为不可逆过程所组成的循环，称为不可逆循环。

要实现可逆过程,在状态变化的每一瞬间,工质本身必须随时处于热力平衡,并且还应与外界保持力平衡和热平衡.而内外力平衡要求机械运动时没有摩擦,热平衡则要求传热时没有温差.由于工质和外界处于热力平衡,因此,过程必须进行的无限缓慢.也就是说,要使过程可逆,只能让过程进行的无限缓慢,并且设法免除有温差传热和摩擦等现象的发生.22.什么是能量传递和转换过程的“贬值”？热力学第二定律说明，能量不仅有量的多少，还有质的高低。

能量在传递与转换等过程中，由于多种不可逆因素的存在，总伴随着能量的损失，表现为能量质量和品位的降低，即作功能力的下降，直至达到与环境状态平衡而失去作功本领，成为无用能，这就是能的质量贬值。

例如，最常见的有温差的传热与有摩擦的作功，就是两个典型的不可逆过程，在这两个不可逆过程中，能量都会贬值。

能的贬值性，即能的质量损失（或称内部损失、不可逆损失），其贬值程度可用参与能量交换的所有物体熵的变化（熵增）来反映。

即能的贬值性E可表示为E 0=T⊿S T为环境温度⊿S为系统的熵增23.写出“火用”平衡”和“火用效率”的数学表达式？平衡：（E A﹢—E A­）=（E B­—E B﹢）+（E C­—E C﹢）+E1 或（E A﹢—E A­）—（E C­—E C﹢）=（E B­—E B﹢）+E1效率：ηe = （E P-E1）/E P=1—E1/E P=1—š注：由于涉及函数符号，请翻到58,59页查看。

24．什么是孤立系统的“熵增”原理？由卡诺定理得到，一个工作于两个温度不确定的冷源和热源之间的不可逆循环，其效率总是小于卡诺循环的效率。

因而，对于其中某一个微小的不可逆循环，有1—(dQ2/dQ1)＜1—T2/T1，不等式左边是循环效率，dQ1是热源给系统的热量，dQ2是系统给冷源的热量，不等式右边是卡诺循环的效率，T1和T2分别为热源和冷源的温度。

于是(dQ2/dQ1)＞T1/T2,即(dQ1/T1)-(dQ2/T2)＜0，对dQ1，dQ2取代数值，系统吸热时dQ为正，系统放热时dQ为负，则(dQ1/T1)-(dQ2/T2)＜0，于是，对整个不可逆循环，有函数【查看课本第49页最后2行，和50页前2行】。

如果把可逆过程包含在同一个公式中，则有dS≥（dQ/T），式中的等号只在可逆过程时成立。

对于一个孤立系统，系统与外界没有热和功的交换，于是dQ=0，dS≥0，这就是孤立系统的熵增原理。

：25．说明太阳能光伏利用的原理和发展前景？光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。

这种技术的关键元件是太阳能电池。

太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

光生伏特效应:如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对。

界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。

电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。

通过界面层的电荷分离，将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。

此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。

对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5～0.6V。

通过光照在界面层产生的电子－空穴对越多，电流越大。

界面层吸收的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大。

中国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年17000亿吨标准煤。

太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。

中国光伏发电产业于20世纪70年代起步，90年代中期进入稳步发展时期。

太阳电池及组件产量逐年稳步增加。

经过30多年的努力，已迎来了快速发展的新阶段。

在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，中国光伏发电产业迅猛发展。

2007年，中国光伏电池产量首次超过德国和日本，居世界第一位。

2008年的产量继续提高，达到了200万千瓦。

近5年来，中国光伏电池产量年增长速度为1-3倍，光伏电池产量占全球产量的比例也由2002年1.07％增长到2008年的近15％。

商业化晶体硅太阳能电池的效率也从3年前的13％-14％提高到16％-17％。

因美国次贷问题而引发的金融危机，从华尔街迅速向全球蔓延，致使部分金融机构轰然倒塌，证券市场持续低迷，石油价格大幅下滑。

中国光伏发电产业近年发展迅速，成为政府重视、股市活跃、风投青睐、各行各业蜂拥相聚的世界太阳谷。

由于设备、原料和市场三头在外，它对美国、欧洲和日本等国际市场存在很大依存度。

随着这场金融危机特别是国际油价的大幅下挫，对中国光伏发电业的投资资金、出口订单等方面产生重大影响，但金融危机对光伏产业的巨大影响一定会在未来的某个时间得到消化。

长远来看，世界光伏市场的政策推动力依然存在，光伏产业的市场成长依然强劲。

【参照104页】26.中央空调和分体式空调有什么根本区别？分体式空调和中央空调都有制冷剂蒸气循环压缩机、冷凝器、节流阀，毛细管和蒸发器四大基本部件。

（1）家用分体式空调,就是冷凝器和散热器分别在室内室外的空气调节器,它是一个内机对应一台外机,有壁挂的也有柜机。

家用中央空调（或称户式中央空调、单无式可调中央空调）是指由一个室外机产生冷（热）源进而向各个房间供冷（热）的空调，它是属于（小型）商用空调的一种。

（2）分体式空调器就是把空调器分成室内机组和室外机组两部分，把噪声比较大的轴流风扇、压缩机以及冷凝器等安装在室外机组内。

把蒸发器、毛细管、控制电器和风机等室内不可缺少的部分安装在室内机组中。

家用中央空调分为风系统和水系统两种。

风系统由室外机、室内主机、送风管道以及各个房间的风口和调节阀等组成；水系统由室外机、水管道、循环水泵及各个室内的末端（风机盘管、明装等）组成。

（3）分体式空调的压缩机、冷凝器都在室外，由空气冷却冷凝器的制冷剂蒸气。

室内蒸发器直接利用制冷剂蒸气和室内空气进行间接（管内/管外）换热。

中央空调冷水机组通过蒸发器将冷冻水冷却后输送到空调房间，冷冻水在风机盘管中与室内空气进行热量交换。

由循环冷却水带走制冷剂蒸气的冷凝热，然后冷却水在冷却塔中与空气进行热、质传递。

中央空调有制冷剂循环、冷冻水循环、冷却水循环，可以送入新风。

（4）分体式空调适用于小范围的区域，中央空调适用于建筑和大空间的空气调节。

27.什么是热力过程的“熵流”和“熵产”？28.什么是蒸汽压缩制冷的“过热过程”？蒸气制冷循环中使压缩机吸入的制冷剂蒸气为过热状态，这样构成的循环称作过热循环。

过热循环在蒸发器出口的工质状态为过热蒸气，即进入压缩机的是过热蒸气，与无过热循环相比，过热循环的单位制冷量增大了。