发电厂动力部分复习资料

·发电厂：

具有一定转换规模，能连续不断对外界提供电能的工厂。

·发电厂的动力部分：

在这些发电厂中，用以实现“燃料”能量释放、热能传递和热能-机械能转换的设备和系统。

·火电厂的生产过程：

煤炭→火电厂→经预处理送至主厂房→制粉车间→磨煤→干燥细煤粉→锅炉炉膛→蒸汽→汽轮机→机械能→乏汽→凝汽器→凝结水→回热加热系统加热→水泵→锅炉→进入汽轮机循环做功。

·燃煤火力发电厂动力部分的组成：

制粉系统设备、锅炉设备（化学能→热能）、汽轮机设备(热能→机械能)、凝汽器设备和给水泵设备。

·核电厂能量转换的过程：

重核裂变能→热能→机械能→电能。

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第一章热力学基本概念与基本定律

一、热力学基本概念

·热机（热力发动机）：

能将热能转换为机械能的机器。

·热力系统的类型：

（1）封闭系：与外界之间不存在物质交换的系统。

（2）开口系：与外界之间既存在物质交换，也存在能量交换的系统。

（3）绝热系：与外界之间不存在热交换的系统。

（4）孤立系：与外界之间既无物质交换，也无能量交换的系统。

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·状态参数分为：

基本参数和导出参数两种，前者可以直接测量而得，如温度、压力等，后者一般不能测量，只能用基本参数依据某种关系推导而得，如内能、比焓、比熵等。

·准静态过程：

每一中间状态．既离开平衡态，又无限接近于平衡态。

·可逆过程：

系统完成某一过程之后，若能够沿原路径返回其初始平衡态，且系统和外界均不留下任何宏观的变化痕迹，则称该过程为可逆过程。

·循环：

系统经历了若干不相重复的过程，最后又回到初始状态所形成的封闭过程叫做热力循环，简称循环。

二、热力学第一定律

·热力学第一定律两种表述：

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说法一：热可以变为功，功也可以变为热。一定量的热消失时，必产生与之数量相当的功；消耗一定量的功时，也必出现相应数量的热。

说法二：对于任何一个系统，输入系统的能量减去输出系统的能量，等于系统储存能量的增加。

·热力学第一定律解析式：

Q（热量变化）-W（对外做功）=∆E（内能变化），dQ=dW+dE，q-w=∆e。

·封闭系第一定律表达式：

Q=W+∆U，dU =dQ-dW，q=w+∆u

·热力学能：

dU，从系统外界得到的净能量，不会自行消失，必然以某种方式储存在系统之中。

·稳定流动：

稳定流动是流动过程的一种特殊情况，它满足以下条件：流入和流出系统的质量流量不随时间变化；系统任何一点的参数和流速不随时间变化；系统内的储存能不随时间变化；单位时间内加入系统的热量和系统对外所做

的功也不随时间改变。很多实际的流动过程可以作为稳定流动过程处理。

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·稳定流动能量方程（开口系统）：

U z z mg c c m W Q ∆+-+-=-)()(2

1122122。 ·开口系统能量方程：

q=∆h+ws 。

·焓：

h=u+pv 。恒压和只做体积功的特殊条件下，反应的热量变化。表示流动工质所具有的能量中，取决于热力状态的那部分能量。

三、热力学第二定律

·熵：

熵是一个状态参数，熵给出了自然过程方向性的定量描述。熵就是在可逆的条件下，传入系统的微元热量dQ 与热源温度T 的比值。熵是无序性的度量，是系统紊乱程度的表征。单位质量熵〔符号s)的单位是kJ ／(kg·K)。dS=dQ/T 。

·热力学第二定律：

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说法一：热不可能自发地、不付代价地从低温物体传向高温物体。

说法二：只冷却一个热源而连续做功的循环发动机是造不成功的。

热力学第二定律是能量转化规律更为深化的定律，它指出了一切自然过程不可逆性。

·熵增原理：

在经过任意过程之后，孤立系统的熵只会增加或保持不变，但永远不会减少，是热力学第二定律的定量描述。 ·卡诺循环：

由两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程所构成的动力循环。是一切循环的基础。η=1-T2/T1。

·卡诺循环意义：

从理论上确定了一定范围内热变功的最大限度，为实际循环组成及热效率的提高指出了方向和途径。 ·卡诺循环热效率式得出：

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（1）循环热效率η决定于高温恒温热源与低温恒温热源的温度T1和T2；提高T1、降低T2均可提高η。

（2）循环热效率η永远小于100％；

（3）当T1＝T2时，η＝0。在没有温差存在的体系中，热能不可能转变为机械功。

·卡诺定理：

卡诺循环是一种理想循环，实际上定温吸热或放热和可逆膨胀或压缩都是不可能的。

·卡诺定理主要结论：

（1）在两个不同温度的恒温热源间工作的一切可逆循环，均具有相同的热效率，且与工质的性质无关。

（2）在两个不同温度的恒温热源问工作的任何不可逆循环，其热效率必低于在两个同样恒温热源间工作的可逆循环。

·热力学第一定律和第二定律的实质：

热力学第一定律实质是不同能量之间可以互相转换，并且在转换过程是守恒的。热力学第二定律的实质则是指出一切自然过程都具有方向问题。

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·热力学第一定律和第二定律分别解决的问题：

热力学第一定律解决了热变功过程的数量计算问题，热力学第二定律的热变功过程的方向问题。 ·不可逆性、熵和热力学第二定律的关系：

热力学第二定律指出了一切自然过程不可逆性。熵增原理是热力学第二定律的定量描述。

第二章 水蒸气及其动力循环

一、水蒸气的定压形成过程及图表应用