能源与动力装置基础 能动装置1-2
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能动装置1-3
流向
《能源与动力装置基础——流体机械》
三、状态方程式 表述了压力、温度和密度三个基本状态参数的关系 状态方程式：
p z RT
z为压缩因子，z＝1时为理想气体，z可以大于1或小 于1。 有许多状态方程被推荐用于计算非理想气体的状态。 如van der Waals状态方程：
RT a P 2 vb v
系统内能量变化输入系统的能量系统输出的能量闭口系统对于理想气体开口系统开口系统qupdv????qqctvctt1tpdvpdv?????2??对于稳定流动输入系统的能量系统输出的能量1qwupvgz?????2122111122221cupvgzc22????用热焓表示的方程
《能源与动力装置基础——流体机械》
2
《能源与动力装置基础——流体机械》
任意两个截面i-j之间的参数关系 可压缩流体：
c j qm /( j F j ) w Tj Ti Rk /(k 1) 2 Rk /(k 1) p j pi (T j Ti
n ) n 1 2 ci 2 cj
j p j /(RTj )
《能源与动力装置基础——流体机械》
热力循环的完善程度评价
动力循环：用热效率评价 制冷系数评价（制冷）
供热系数评价（热泵） 总称。
w Q
Q2 W Q 1 W
逆循环：
能量利用系数： 、、
热力系统还会引入其它的评价方法，如熵方法、 佣方法等。
《能源与动力装置基础——流体机械》
静止部件，如喷嘴、扩压器等，与外界没有能量交换 ， h*=const 或 h1* =h2* T*=const 或 T1* =T2*
《能源与动力装置基础——流体机械》
九、伯努利方程 伯努利方程是能量方程的另一种表达式，主要 反映机械能守恒。
《能源动力装置基础》02a
c wu
(2—7）
其中，c为绝对速度，w为相 对速度，u为圆周速度。
图2—17
图2—18
16
图2-19为速度三角形。C和w可分解为圆周分量和周向分量。即
cm wm u cu wm
（2—8）
图2-19
17
第三节 叶轮机械的基本方程式
一、叶轮进出口速度三角形：
对于叶轮旋转机械，流体相对于绝对坐标系的速度用绝对速度c表示， 关于相对坐标系的速度用相对速度w表示，流体随叶轮一起旋转的速度称 圆周速度u，三者的关系为
cuw
上式如图2-12所示。图中（如泵、风机、压缩机、反击式水轮机等），绝对 速度c和圆周速度u的正向夹角为，相对速度w和圆周速度u的反向夹角为 ，下标1、2分别表示进、出口处。 但在涡轮机中， 表示相对速度w和 圆周速度u的正向夹角，而相对速度w和圆周速度u的反向夹角为*。其进 出口速度三角形如图2-13b所示。
4
• 多级离心泵（图2-4） 图2-4为4级离心泵，有4个叶轮、吸入室、涡壳和4个径向导叶和反
导板组成。多级机器的功率大。 双吸单级离心通风机、鼓风机和多级离心压缩机和泵结构类似。
5
2. 轴流式原动机（图2—5）
3. 图2—5所示为单级汽轮机 示意图。具有一定压力、温度的 蒸汽首先在喷嘴中膨胀加速，其 压力降低、温度降低，速度增加。 将热能转换成高速汽流的动能； 然后进入动叶通道，汽流受到动 叶形状的阻碍，改变方向，产生 对叶片的作用力，推动叶轮旋转 做功。完成能量转换过程。
2
• 工作过程：工作机由电动机带动旋转，在叶片作用下，形成吸入力， 使叶轮中的流体获得能量，进入涡壳，此时流体速度降低，压力升高， 然后从扩散管流出。由于叶轮连续运转，流通就不断地由叶轮吸入和排 出，转轴的机械能就不断地转换为流体的压力能和速度能。
(2—7）
其中，c为绝对速度，w为相 对速度，u为圆周速度。
图2—17
图2—18
16
图2-19为速度三角形。C和w可分解为圆周分量和周向分量。即
cm wm u cu wm
（2—8）
图2-19
17
第三节 叶轮机械的基本方程式
一、叶轮进出口速度三角形：
对于叶轮旋转机械，流体相对于绝对坐标系的速度用绝对速度c表示， 关于相对坐标系的速度用相对速度w表示，流体随叶轮一起旋转的速度称 圆周速度u，三者的关系为
cuw
上式如图2-12所示。图中（如泵、风机、压缩机、反击式水轮机等），绝对 速度c和圆周速度u的正向夹角为，相对速度w和圆周速度u的反向夹角为 ，下标1、2分别表示进、出口处。 但在涡轮机中， 表示相对速度w和 圆周速度u的正向夹角，而相对速度w和圆周速度u的反向夹角为*。其进 出口速度三角形如图2-13b所示。
4
• 多级离心泵（图2-4） 图2-4为4级离心泵，有4个叶轮、吸入室、涡壳和4个径向导叶和反
导板组成。多级机器的功率大。 双吸单级离心通风机、鼓风机和多级离心压缩机和泵结构类似。
5
2. 轴流式原动机（图2—5）
3. 图2—5所示为单级汽轮机 示意图。具有一定压力、温度的 蒸汽首先在喷嘴中膨胀加速，其 压力降低、温度降低，速度增加。 将热能转换成高速汽流的动能； 然后进入动叶通道，汽流受到动 叶形状的阻碍，改变方向，产生 对叶片的作用力，推动叶轮旋转 做功。完成能量转换过程。
2
• 工作过程：工作机由电动机带动旋转，在叶片作用下，形成吸入力， 使叶轮中的流体获得能量，进入涡壳，此时流体速度降低，压力升高， 然后从扩散管流出。由于叶轮连续运转，流通就不断地由叶轮吸入和排 出，转轴的机械能就不断地转换为流体的压力能和速度能。
能源与动力装置基础综合试题整理资料
能源与动力装置基础综合试题整理资料1、已知通风机的流量qv＝20m3/s，压力p＝15000Pa和功率P＝270KW；叶轮直径d2＝0.90m，圆周速度n＝2900rpm，求压力系数、流量系数和比转速。
（10分）答：流量系数：压力系数：比转数：2、当一台正在运行的风机，通过变速装置使其转速增加，在其它条件不变的情况下，其全压、流量、功率将如何变化？试用图形表示并解释。
(5分) 答：全压、功率增加，流量不变。
3、写出叶轮机械欧拉方程的数学表达式，解释其物理意义。
（至少说出两点作用）1、方程表示单位质量流体与叶轮的功能转换关系，表示功能转换的总效果。
2、只与叶片进、出口参数有关，使用方便。
3、理论能量头与u、cu有关。
4、工作机与原动机。
5、不同型式叶轮的应用4、请画出汽轮机单个级的热力过程曲线，并在图中注明有关符号（包括各个焓降及各项损失）级的热力过程曲线5、往复活塞机械有哪三个主要运动部件？它们各有何作用？（4分）答：往复活塞机械主要有曲轴、连杆和活塞这三个主要运动部件。
活塞的作用是与气缸盖和气缸等组成内燃机的燃烧室或压缩机的压缩腔。
连杆的作用是把活塞和曲轴相连，使活塞的往复运动与曲轴的旋转运动相互转换。
曲轴的作用是通过连杆将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动。
6、什么是制冷系数？什么是热力完善度？他们各有何作用？（4分）答：制冷系数是制冷机制冷量与输入功率之比，表征了制冷机在给定工况下的技术经济性。
热力完善度是指制冷循环的制冷系数与逆卡诺循环的制冷系数之比，它表示了制冷循环与理想循环的接近程度，可以作为不同工作温度下制冷循环经济性的衡量指标。
7、请解释火电厂的蒸汽动力循环——回热循环，并说明回热循环的意义。
（5分）答：给水回热加热是指在汽轮机某些中间级抽出部分蒸汽，送入回热加热器中加热锅炉给水，与之相应的热力循环叫回热循环。
（1）回热抽汽可使汽轮机进汽量增加，而排汽量减少。
二者对提高机组效率、改善末级的设计（强度）都是有好处的；（2）由于热效率的提高，锅炉热负荷减少，可以减少锅炉的受热面，节约部分金属材料；（3）由于凝汽量的减少，可以减少凝汽器的换热面，节约大量的铜材。
能源动力装置基础1-1
按结构分类，表1-2： 1. 间壁式： (1)管式(2)板式(3)(热)管式 2. 混合式 3. 蓄热式
1. 间壁式：
(1) 管式
能源动力
(2)板式
(3)(热)管式
能源动力
能源动力
2. 混合式
3. 蓄热式
二、应用
能源动力
2010年有生产1000万辆汽车的能力，舰船、飞机、 巡航导弹
发电装机容量96年2.5亿KW，2000年3亿KW ，2004年 4亿KW ， 2020年到9亿Kw
。
1．将表1．1中的各种机械的结构简图与实物模型对比，重点了解其中几种， 建立一些实物模型的概念，例如径流式、活塞式、．．．．．． 2．将表1．2中的各种热交换器的结构简图与实物模型对比，重点了解其中几 种，建立一些实物模型的概念，例如管式、板式、．．．．．． 3．根据流体流动方向，观察并说明所见到机器设备中面积（速度、压力）是 如何变化？ 4．观察所见到的系统装置，了解其中有几种流体流动，每种流体经过的部件 分别是哪些机械和设备。
专业内容：热能、化学能、机械能、电能等之间转换 原理及其装置（机械、设备） 装置的现代设计、制造、运行——数值化；创新， 如7μ m涡轮机；增加信息技术，如电喷发动机
能源动力
※本课程内容安排体现了知识的系统性、共同 基础和内容的融合：（工作原理的整合）
第一章是复习和总结； 在二到九章讨论单个机器、设备， 主要针对某种过程； 在十、十一章装置系统， 主要是针对循环。 第一、二章基础部分有难度，面广、第一次接触专业
1 速 度 式
(1)轴流、 (2)径流(离心)压缩机
能源动力
轴流
旋转轴
离心
(3)混流(斜流)式
照 片
能源动力
能源与动力综合
与工况无关能源与动力装置基础能源与动力装置基础叶片式工作机实际的特性曲线能源与动力装置基础能源与动力装置基础叶片式工作机相似定律比转速一相似理论?原型试验?模型试验?实验结果的推广?数值试验1相似条件几何相似运动相似动力相似工况相似物性相似能源与动力装置基础能源与动力装置基础叶片式工作机2相似准则斯特劳哈尔数000tclsr雷诺数0000?lcre2000cpeu欧拉数弗劳德数000lgcfr马赫数00p200cma3不完全相似在现有的技术条件下不可能也不必要保证上述相似准则都保持相等能源与动力装置基础能源与动力装置基础叶片式工作机4单位参数对不可压缩介质只要保证sr和eu相等即可sr流量系数?ndqv3?22ucm?224udqv?eu压力系数22uptft22ndh222ugh功率系数35ndp23241000udp000tclsr2000cpeu能源与动力装置基础能源与动力装置基础叶片式工作机5相似换算不可压缩介质相似工况速度三角形等角工况mpmpmvpvnnddqq332m2m2p2pmpndndhh2m2m2p2pmpmtfptfndndpp322m322p3m5m3p5pmmppmmpmpududpndndpp能源与动力装置基础能源与动力装置基础叶片式工作机以上三个相似定理主要用于两台相似的机器之间的性能参数换算也可以用于同一台机器在转速变化时的相似工况之间的参数换算
2
2
ws wp
2 2
2
2
2
2
动能：
h d gH d
pd
cp cs
2
2
pp up us
2 2
势（静压）能： 反作用度：
h p gH p
ws wp
2 2
2
2
ws wp
2 2
2
2
2
2
动能：
h d gH d
pd
cp cs
2
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pp up us
2 2
势（静压）能： 反作用度：
h p gH p
ws wp
2 2
热工基础与应用.
– 不考虑物质的微观结构，把物质视为一个宏观 的连续的整体，并且用宏观物理量（如：压力、 温度、体积、质量）对其状态进行描述。 – 通过大量的实验和观察总结出基本规律，再以 基本规律为依据，经过严密的逻辑推导，导出 描述物质性质的宏观物理量之间的普遍关系及 其他一些重要推论。 – 由于热力学基本定律是无数经验的总结，因而 具有高度的可靠性和普遍性。 – 但是，宏观研究不涉及物质的微观结构，因此 不能解释热现象的本质。
能源与环境
SO2、 燃煤： 粉尘、 CO2 （酸雨） （温室效应） Greenhouse effect acid rain
SUN
车辆：NOx、 HC 、 CO
缺氧
雾Smog
O3
第二节 热能的合理利用
热能的合理利用
• 直接利用
–冶金、化工、食品、干燥等工业和生活应用。
• 间接利用
–热能——机械能（或电能） (Thermal Energy ——Mechanical Energy) –如：热力发电厂、车辆、船舶、飞机等动力装 置。
• 传热学：
– 热量Q 传递过程的规律 – 传热学研究过程和非平 衡态 – 以热力学第一定律和第 二定律为基础
本章小结
本章主要内容
• • • • • • • • • 能源的概念与分类 能源转换利用关系 能源的利用与社会的发展 中国的能源结构与能源现状 能源与环境 能源利用与人类社会的可持续发展 热能的合理利用 能量转换装置 热工基础的研究对象、内容和方法
• 传热学是研究热量传递规律的一门科学。 其基本内容包括：
– 导热 – 对流换热 – 热辐射及辐射换热 – 传热过程与换热器
• 研究方法：
– 理论分析 – 数值计算 – 实验研究
传热学与工程热力学的关系
能源与环境
SO2、 燃煤： 粉尘、 CO2 （酸雨） （温室效应） Greenhouse effect acid rain
SUN
车辆：NOx、 HC 、 CO
缺氧
雾Smog
O3
第二节 热能的合理利用
热能的合理利用
• 直接利用
–冶金、化工、食品、干燥等工业和生活应用。
• 间接利用
–热能——机械能（或电能） (Thermal Energy ——Mechanical Energy) –如：热力发电厂、车辆、船舶、飞机等动力装 置。
• 传热学：
– 热量Q 传递过程的规律 – 传热学研究过程和非平 衡态 – 以热力学第一定律和第 二定律为基础
本章小结
本章主要内容
• • • • • • • • • 能源的概念与分类 能源转换利用关系 能源的利用与社会的发展 中国的能源结构与能源现状 能源与环境 能源利用与人类社会的可持续发展 热能的合理利用 能量转换装置 热工基础的研究对象、内容和方法
• 传热学是研究热量传递规律的一门科学。 其基本内容包括：
– 导热 – 对流换热 – 热辐射及辐射换热 – 传热过程与换热器
• 研究方法：
– 理论分析 – 数值计算 – 实验研究
传热学与工程热力学的关系
华中科技大学能源与动力装置基础试题大全
2
27. 28. 29. 30. 31. 32.
重热现象：是由于多级汽轮机级内的损失使汽轮机整机的理想焓降小于各级理想焓降之和的现象。 重热系数：是指各级的理想比焓降之和与整机的理想比焓降之差与整机的理想比焓降之比。 汽轮机的内部损失：汽轮机中使蒸汽的状态点发生改变的损失。 汽轮机的外部损失：汽轮机中不能使蒸汽的状态点发生改变的损失。 热耗率：汽轮机发 1KW/h 电能消耗的蒸汽量。 汽封： 汽轮机动静部件的间隙间密封装置减小汽缸蒸汽从高压端向外泄漏， 防止空气从低压端进入 汽缸。 33. 轴封系统：与轴封相连的管道及部件构成的系统。 34. 多级汽轮机：两级或两级以上，按压力由高到低的顺序串联在一根或两根轴上的各级。 35. 余速利用：流出汽轮机上一级蒸汽的余速动能被下一级全部或部分利用的现象。 36. 调节系统的自调节：调节系统从一个稳定工况过渡到另一个工况的调节. 37. 同步器：在机组并网带负荷时，能平移调节系统静态特性线的装置. 38. 设计参数：汽轮机是按一定的热力参数、转速和功率等设计的，热力设计所依据及所求得的参数统 称为设计参数。 39. 设计工况：汽轮机运行时的各参数等于设计值。汽轮机在设计工况下运行的内效率最高，设计工况 又称为经济工况。 40. 变工况：任何偏离设计参数的运行工况统称为变工况。 引起汽轮机变工况的主要原因：外界负荷、蒸汽参数、转速以及汽轮机本身结构的变化。
热能与动力工程基础（考试大全）
一、名词解释 第 1 章 导论 1. 热能动力装置：燃烧设备、热能动力机以及它们的辅助设备统称为热能动力装置。 2. 原动机： 将燃料的化学能、 原子能和生物质能等所产生的热能转换为机械能的动力设备。 如蒸汽机、 蒸汽轮机、燃气轮机、汽油机、柴油机等。 3. 工作机：通过消耗机械能使流体获得能量或使系统形成真空的动力设备。 第 2 章 锅炉结构及原理 1. 锅炉：是一种将燃料化学能转化为工质（水或蒸汽）热能的设备。 2. 锅炉参数：锅炉的容量、出口蒸汽压力及温度和进口给水温度。 3. 锅炉的容量： 指在额定出口蒸汽参数和进口给水温度以及保证效率的条件下， 连续运行时所必须保 证的蒸发量(kg/s 或 T/h) ，也可用与汽轮机发电机组配套的功率表示为 kW 或 MW 。 4. 锅炉出口蒸汽压力和温度：指锅炉主汽阀出口处(或过热器出口集箱)的过热蒸汽压力和温度。 5. 锅炉进口给水温度：指省煤器进口集箱处的给水温度。 6. 煤的元素分析：C、H、O、N、S。 7. 锅炉各项热损失：有排烟热损失，化学不完全燃烧损失，机械不完全燃烧损失，灰渣物理热损失， 及散热损失。 8. 锅炉热平衡：指输入锅炉的热量与锅炉输出热量之间的平衡。 9. 锅炉的输出热量：包括用于生产蒸汽或热水的有效利用热和生产过程中的各项热损失。 10. 锅炉的热效率：锅炉的总有效利用热量占锅炉输入热量的百分比。 在设计锅炉时，可以根据热平 衡求出锅炉的热效率： 11. 锅炉燃烧方式：层燃燃烧、悬浮燃烧及流化床燃烧三种方式。 12. 层燃燃烧：原煤中特别大的煤块进行破碎后，从煤斗进入炉膛，煤层铺在炉排上进行燃烧。 13. 悬浮燃烧：原煤首先被磨成煤粉，然后通过燃烧器随风吹入炉膛进行悬浮燃烧。这种燃烧方式同样 用来燃烧气体和液体燃料。 14. 流化：指炉床上的固体燃料颗粒在气流的作用下转变为类似流体状态的过程。 15. 流化床燃烧：原煤经过专门设备破碎为 0～8mm 大小的煤粒，来自炉膛底部布风板的高速鼓风将煤 粒托起，在炉膛中上下翻滚地燃烧。 16. 悬浮燃烧设备：炉膛、制粉系统和燃烧器共同组成煤粉炉的悬浮燃烧设备。 17. 炉膛：是组织煤粉与空气连续混合、着火燃烧直到燃尽的空间。 18. 制粉系统主要任务：连续、稳定、均匀地向锅炉提供合格、经济的煤粉。可分为直吹式和中间储仓 式两种。 19. 煤粉燃烧器分类：按空气动力特性可分为旋流燃烧器和直流燃烧器两种。 20. 旋流燃烧器的气流结构特性：二次风强烈旋转，喷出喷口后形成中心回流区，卷吸炉内的高温烟气 至燃烧器出口附近， 加热并点燃煤粉。 二次风不断和一次风混合， 使燃烧过程不断发展， 直至燃尽。 除中心回流区的高温烟气卷吸外，在燃烧器喷出的气流的外圈也有高温烟气被卷吸。 21. 旋流燃烧器的布置方式：旋流燃烧器一般作前墙或前后墙对冲(交错)布置。 22. 直流式燃烧器的布置方式： 直流式燃烧器从喷口喷出的气流不旋转， 直流式燃烧器布置在炉膛四角， 其出口气流几何轴线切于炉膛中心的一个假想圆，造成气流在炉内强烈旋转。 23. 锅炉受热面类型：水冷壁、省煤器、过热器、再热器、空气预热器；换热方式为对流、辐射及对流 辐射混合式。
能源与动力工程专业介绍
波浪能发电
毕业生可在大型企业、相关公司以及相关的研究所、 设计院、高等院校和管理部门从事热能工程方面的 研究与设计、产品开发、制造、试验、管理、教学 等工作； 工作岗位多，就业范围广，就业情况乐观； 好的工作单位就业竞争压力大；
1）火力发电厂热能动力——属于电力行业，电厂及电力设 计院。 2）核能动力——属于核动力行业、电力行业，核电站及设 计院 3）冶金热能（加热炉、热处理炉）——属于冶金行业,钢铁 行业，冶金钢厂及其设计院。 4）船舶动力（涡轮机）——属于船舶制造业，造船厂及其 设计院； 5）汽车动力——属于汽车行业，汽车制造行业，汽车制造 厂家； 6）汽车、火车动力（内燃机）——属于机车行业，机车制 造行业，机车制造厂家
毕业生认为热能与动力工程学习压“非常大”和“比较 大”的比例为36%，14%的毕业生认为该专业压力为“不太小” 或“很小”，与其他专业相比，学习压力指数为中等偏上。
转换机械或系统
核发电，磁流体发电 核能炼钢 热力发电，热电子发电 光电池
核能
电能
核聚变发电
光（激光） 热能 热能 聚变
能量转换系统（1）
气体动力循环
能量转换系统（1）
气体动力循环
主要动力装置（1）
内燃机
能量转换系统（2）
燃气动力循环
能量转换系统（2）
燃气动力循环
燃料
燃烧室 压气机
燃气轮机
工作机
电能
氢和酒精 等二次能 源
化学能 化学能
电能 电能
热能
热力发电，热电子发电 燃料电池
能源
能源形态转换过程
机械能 机械能 电能
转换机械或系统
《能源动力装置基础》06a
图6-1b
14
3.
第三冲程——作功冲程（燃烧与膨胀）（图6-1c） 在压缩过程接近终了时，柴油机喷入的柴油与高温、高
压空气混合，并着火燃烧。在汽油机中，用电火花点燃混合气 燃烧。由于进、排气阀都处于关闭状态，缸内燃气温度、压力 急剧升高。 • 柴油机的最高燃烧压力一般可达
pz
=6~9MPa，最高燃烧
和进汽门，即存在阻力损失 ，汽缸内的压力 p a
略低于大气压力 p 0
或增压压力 p c 。而汽油机
进汽系统又多了节气门等调节装置，转速又高， 故缸内进汽压力比柴油机还低。
图6-1a
12
为了增大柴油机的功率，在进汽过程中应提高进汽量，通常采用下 列措施： （1）进汽阀的直径应大于排汽阀的直径； （2）尽可能减少进汽系统的流阻，在流道中避免产生涡流； （3）进汽门提前在上止点前20º~30º曲轴转角打开，减少气流经气门口
20
2.
第二冲程——燃烧、膨胀、排气（图6-2c，d）
（1）燃烧和膨胀：
当活塞到
达上止点前，在柴油机中，柴油 喷入汽缸内自行发火燃烧；在汽 油机中，用电火花点火使可燃混 合气体燃烧。在高温高压气体作 用下，活塞从上止点推向下止点。 在活塞下行运动中燃烧气体膨胀， 直到排气阀（排气口）打开为止。
图6-2c，d
温度可达 T z =1800~2200K； • 汽油机的
pz
=3~5MPa， z =2500~2800K。 T
在高压高温燃气作用下，推动活塞下移并带动曲轴旋转，使热 能转变为机械能，从而对外作功。随着活塞下移，汽缸容积增 大，燃气的温度、压力下降，当活塞到达下止点时膨胀过程结 束。此时， 柴油机的燃气温度降至1000~1200K，压力降至3~4MPa； 汽油机的燃气温度降至1200~1500K，压力降至0.3~0.6MPa。
14
3.
第三冲程——作功冲程（燃烧与膨胀）（图6-1c） 在压缩过程接近终了时，柴油机喷入的柴油与高温、高
压空气混合，并着火燃烧。在汽油机中，用电火花点燃混合气 燃烧。由于进、排气阀都处于关闭状态，缸内燃气温度、压力 急剧升高。 • 柴油机的最高燃烧压力一般可达
pz
=6~9MPa，最高燃烧
和进汽门，即存在阻力损失 ，汽缸内的压力 p a
略低于大气压力 p 0
或增压压力 p c 。而汽油机
进汽系统又多了节气门等调节装置，转速又高， 故缸内进汽压力比柴油机还低。
图6-1a
12
为了增大柴油机的功率，在进汽过程中应提高进汽量，通常采用下 列措施： （1）进汽阀的直径应大于排汽阀的直径； （2）尽可能减少进汽系统的流阻，在流道中避免产生涡流； （3）进汽门提前在上止点前20º~30º曲轴转角打开，减少气流经气门口
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2.
第二冲程——燃烧、膨胀、排气（图6-2c，d）
（1）燃烧和膨胀：
当活塞到
达上止点前，在柴油机中，柴油 喷入汽缸内自行发火燃烧；在汽 油机中，用电火花点火使可燃混 合气体燃烧。在高温高压气体作 用下，活塞从上止点推向下止点。 在活塞下行运动中燃烧气体膨胀， 直到排气阀（排气口）打开为止。
图6-2c，d
温度可达 T z =1800~2200K； • 汽油机的
pz
=3~5MPa， z =2500~2800K。 T
在高压高温燃气作用下，推动活塞下移并带动曲轴旋转，使热 能转变为机械能，从而对外作功。随着活塞下移，汽缸容积增 大，燃气的温度、压力下降，当活塞到达下止点时膨胀过程结 束。此时， 柴油机的燃气温度降至1000~1200K，压力降至3~4MPa； 汽油机的燃气温度降至1200~1500K，压力降至0.3~0.6MPa。
能源与动力装置基础5
详细描述
汽轮机由进汽部分、叶轮部分和出汽部分等组成，通过高温高压蒸汽在叶片上 膨胀加速，推动叶轮转动。汽轮机具有效率高、功率大等优点，但也存在结构 复杂、维护成本高等问题。
风力机
要点一
总结词
风力机是一种利用风能转换为机械能的装置，广泛应用于 风力发电领域。
要点二
详细描述
风力机由风轮、传动系统、发电机等组成，通过风力驱动 风轮叶片旋转，再通过传动系统将旋转运动转化为发电机 发电。风力机具有可再生、清洁环保等优点，但也存在占 地面积大、受风速影响大等问题。
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THANKS
详细描述
内燃机由燃烧室、气缸、活塞、曲轴等主要部件组成，通过燃料的爆炸力推动活 塞往复运动，再通过曲轴将往复运动转化为旋转运动输出。内燃机具有效率高、 体积小、重量轻等优点，但也存在排放污染和噪声等问题。
燃气轮机
总结词
燃气轮机是一种以燃气为工质的旋转式 热力发动机，具有功率密度高、效率高 、可靠性高等优点。
可持续发展
可持续发展是指满足当前人类需求的同时，不损害子孙后代满足自身需求的能力，是实现经济、社会 、环境协调发展的必要条件。在能源领域，可持续发展要求积极推广清洁能源，加强节能减排，促进 能源的循环利用，实现能源的可持续发展。
02 动力装置简介
内燃机
总结词
内燃机是一种将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的装置，广泛应用于汽车、船 舶、发电机组等领域。
VS
详细描述
燃气轮机由压气机、燃烧室、涡轮机和排 气装置等组成，通过高速旋转的叶片将空 气压缩，然后与燃料混合燃烧产生高温高 压气体驱动涡轮机转动。燃气轮机广泛应 用于发电、航空、船舶等领域，具有较高 的能源利用效率和可靠性。蒸汽机Fra bibliotek总结词
汽轮机由进汽部分、叶轮部分和出汽部分等组成，通过高温高压蒸汽在叶片上 膨胀加速，推动叶轮转动。汽轮机具有效率高、功率大等优点，但也存在结构 复杂、维护成本高等问题。
风力机
要点一
总结词
风力机是一种利用风能转换为机械能的装置，广泛应用于 风力发电领域。
要点二
详细描述
风力机由风轮、传动系统、发电机等组成，通过风力驱动 风轮叶片旋转，再通过传动系统将旋转运动转化为发电机 发电。风力机具有可再生、清洁环保等优点，但也存在占 地面积大、受风速影响大等问题。
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详细描述
内燃机由燃烧室、气缸、活塞、曲轴等主要部件组成，通过燃料的爆炸力推动活 塞往复运动，再通过曲轴将往复运动转化为旋转运动输出。内燃机具有效率高、 体积小、重量轻等优点，但也存在排放污染和噪声等问题。
燃气轮机
总结词
燃气轮机是一种以燃气为工质的旋转式 热力发动机，具有功率密度高、效率高 、可靠性高等优点。
可持续发展
可持续发展是指满足当前人类需求的同时，不损害子孙后代满足自身需求的能力，是实现经济、社会 、环境协调发展的必要条件。在能源领域，可持续发展要求积极推广清洁能源，加强节能减排，促进 能源的循环利用，实现能源的可持续发展。
02 动力装置简介
内燃机
总结词
内燃机是一种将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的装置，广泛应用于汽车、船 舶、发电机组等领域。
VS
详细描述
燃气轮机由压气机、燃烧室、涡轮机和排 气装置等组成，通过高速旋转的叶片将空 气压缩，然后与燃料混合燃烧产生高温高 压气体驱动涡轮机转动。燃气轮机广泛应 用于发电、航空、船舶等领域，具有较高 的能源利用效率和可靠性。蒸汽机Fra bibliotek总结词
《能源动力装置基础》02a
力。
为后续课程打下基础
03
本课程是能源动力类专业的基础课程，为后续专业课程的学习
打下基础。
教学内容与安排
内燃机原理
热力发动机原理
重点讲解热力发动机的工作原理、 热效率及性能评价指标。
详细介绍内燃机的工作过程、燃 烧及排放控制技术。
燃气轮机与蒸汽轮机
简要介绍燃气轮机和蒸汽轮机的 工作原理及应用特点。
能源动力装置基础知识
介绍能源动力装置的基本概念、 分类和应用领域。
课程实验与实践环节
安排相关实验和实践环节，加深 学生对理论知识的理解和掌握。
02 能源动力装置基本原理
热力学基础
热力学系统
研究热能与其他形式能量转换的 规律，包括系统、边界、性质等
概念。
热力学第一定律
能量守恒与转换定律在热力学中的 应用，涉及内能、热量、功等概念。
能源动力装置优化措施
改进燃烧过程
通过优化燃烧室结构、提高燃 烧效率等措施，降低燃料消耗
和排放污染。
提高传热效率
采用高效传热元件、优化传热 流程等措施，提高能源动力装 置的传热效率。
强化节能管理
通过加强能源计量、节能监测 和节能技术改造等措施，实现 能源动力装置的节能降耗。
应用新技术
积极引进和应用新技术、新工 艺、新材料等，提高能源动力
可靠性
反映能源动力装置在规定条件 下和规定时间内完成规定功能
的能力。
能源动力装置性能评价方法
试验评价法
通过实际运行试验，测量能源动 力装置的各项性能指标，以评价 其性能优劣。
模拟评价法
利用计算机模拟技术，对能源动 力装置的运行过程进行模拟分析， 预测其性能指标。
综合评价法
能源与动力装置基础复习题.docx
试卷一闭卷部分一、填空题（10分）1、___________________ 冋转式压缩机有________________________ 滑片式压缩机—滚动转子式压缩机__________________ 、涡旋式压缩机________________________螺杆式压缩机—四种结构形式。
（2分）2、热质交换设备按其传热传质机理不同可分为表血式换热器、混合式换热器、蓄热式换热器_三种结构形式。
（2分）3、采用半分开式、球形油膜、复合式三种燃烧室的柴油机，其起动性能山好到差的顺序排列应为半分开式、复合式、球形油膜（2分）4、根据汽油喷射的部位，汽油机燃油喷射方式冇进气管喷射、进气道喷射、气缸内胃喷__________ 三种。
（2分）5、列举出四种间壁式换热器5、管壳式换热器、板式换热器、翅片管式换热器二、简答题（40分）1、列岀你在实习基地所见到的任意两种压缩机、任意两种换热器和任意两种制冷系统。
（6 分）答：活塞压缩机、滚动转了压缩机、涡旋压缩机、螺杆压缩机Z任意两种。
管壳式换热器、板式换热器、翅片管式换热器Z任意两种窗式空调系统、冰箱制冷系统、风冷热泵Z任意两种2、当一台正在运行的风机，通过变速装置使其转速增加，在其它条件不变的情况下，其全压、流量、功率将如何变化？试用图形表示并解释。
（5分）答：全压、功率増加，流量不变。
3、耳出叶轮机械欧拉方程的数学表达式，解释其物理意义。
（至少说岀两点作用）（5分）1、方程表示单位质量流体与叶轮的功能转换关系，表示功能转换的总效果。
2、只与叶片进、出口参数有关,使用方便。
3、理论能量头与u、cu有关。
4、工作机与原动机。
5、不同型式叶轮的应用4、请画出汽轮机单个级的热力过程曲线，并在图中注明冇关符号（包扌舌各个焙降及各项损失）o （6分）级的热力过程曲线5、往复活塞机械有哪三个主要运动部件？它们齐有何作用？（4分）答：往复活塞机械主要有曲轴、连杆和活塞这三个主要运动部件。
热能动力装置维护与检测研究
热能动力装置维护与检测研究摘要：在电力生成的全过程中，能量动力装置扮演着至关重要的角色，它有能力将各类机械能量进行有效的转换和转换。
在这个过程中，电能被转化成其他形式后再使用到生产生活当中去，这也就使得能量动力装置成为了最基本的一种能源装置。
经常提到的热能动力设备，其实主要是基于电力电子技术而演变出来的。
由于我国经济的迅速发展使得我国对于能源需求越来越大，所以在这种情况下如何有效利用能源成为人们关注的焦点问题，同时也给社会带来巨大的经济效益和社会效益。
关键词：热能动力装置；维护；检修引言在发电系统中，蒸汽动力装置扮演着至关重要的角色，它有能力将电能转换为热能，并在特定的方式下转化为电能。
由于蒸汽动力机具有热效率较高等优点，因此被广泛应用于各个领域。
在能量传递的过程中，会释放出大量如热气、废气这样的有害物质，以及其他可能对环境造成伤害的元素。
因此必须要保证蒸汽动力装置运行时具有良好的稳定性与可靠性才能有效降低能源消耗。
1火力发电与热能动力装置基础1.1锅炉在火力发电站里，锅炉被视为最关键的设备之一。
其主要作用就是把燃料燃烧所产生的热量通过一系列复杂的化学反应转换成可以被人们利用的电能。
其主要作用是将燃料的化学能量转换为水蒸气的热量，并进一步将这部分热量传输至蒸汽涡轮机中。
所以说锅炉的安全稳定工作对于整个机组来说具有非常重要的作用。
火力发电厂的能源消耗和环境保护性能受到锅炉设计及其运行效率的直接影响。
因此，为了更好地提高火力发电厂的能源利用效率，就对火电厂的锅炉进行合理的选择与布置。
主要的锅炉种类涵盖了燃煤锅炉、燃气锅炉以及燃油锅炉。
在火力发电厂中，燃煤锅炉占主导地位。
在当前的火力发电厂中，燃煤锅炉被广泛采用，其显著特性包括结构的简洁性、运行的稳定性，但同时也带来了较大的环境污染。
燃气锅炉由于热效率低、环境污染大等缺点而被淘汰。
燃气锅炉具有高效的燃烧性能和较少的污染物排放，但仍然相应的燃气供应设备。
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《能源与动力装置基础——流体机械》
3．根据流体流动方向，观察并说明所见到机 器设备中面积（速度、压力）是如何变化？
4．观察所见到的系统装置，了解其中有几种 流体流动，每种流体经过的部件分别是哪些 机械和设备
《能源与动力装置基础——流体机械》
基地总体参观
一、实习的目的
了解流体机械和换热设备的分类、动力装 置与这些机械设备的关系。
二、 实习要求
根据参观和了解，写出第一次的报告：时间、 地点、内础——流体机械》
三、 实习思考题 1．将表1－1中的各种机械的结构简图与实物 模型对比，重点了解其中几种，建立一些实 物模型的概念，例如径流式、活塞式…… 2．将表1－2中的各种热交换器的结构简图与 实物模型对比，重点了解其中几种，建立一 些实物模型的概念，例如管式、板式……
《能源与动力装置基础——流体机械》
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
间 壁 式 混 合 式 管 式 板 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 蓄 热 式 回热式或 再生式 如热风炉
直接接触式 如冷却塔
《能源与动力装置基础——流体机械》
第二节 能源与动力装置的分类 一、流体机械
流体（液体和气体）为工质，与外界进行能量和质 量传递的机械被称为流体机械。 分类
根据流体是液体还是气体分为水力机械和气体机械；
根据能量是输出还是输入机械功可分为动力机械 (或原动机)和工作机械；
按工作原理又常分为速度式(叶片式)、容积式(往 复、回转)和其它形式的流体机械(如射流泵等)。
《能源与动力装置基础——流体机械》
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。 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。
回 转 式
螺杆式：单螺杆、双螺杆、三螺杆、五螺杆泵， 压缩机，液压马达、膨胀机
罗茨式：泵、风机 滑片式：泵、压缩机和液压马达 涡旋式：压缩机、泵、膨胀机 滚动活塞式：压缩机、泵
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容积式机器的特点： 工作时形成一个封闭的工作腔 工作腔的容积不断变化 工作机构作用于流体的力是静压力 流体的压力与速度没有直接的关系
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流体机械分类表
原动机
可压缩 不可压缩 水轮机 可压缩 透平压缩机
工作机
不可压缩 叶片泵 风机 液压马达 容积式压缩机 容积泵
叶 片 式 容 积 式
汽轮机 燃气轮机 蒸汽机 气压传动 内燃机
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容积式流体机械 往 复 式
活塞式压缩机、活塞泵、柱塞泵、内燃机、膨 胀机 齿轮式：泵、压缩机、液压马达
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我国能源与动力领域和国际先进水平相比，差距仍 很大。 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。
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叶片式流体机械： 转动的叶片; 连续绕流; 流体与外界的能量传递是通过旋转的叶片 与流体的相互作用达到的，叶轮是叶片式流体 机械中唯一与外界传递能量的部件。
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叶片式流体机械分类
型式分类 径 流 式 反 轴 速 动 流 度 式 式 式 斜 流 式 冲 动 式 流体 气体 动力机械 汽轮机 膨胀机 水轮机 汽轮机 膨胀机 水轮机 汽轮机 膨胀机 水轮机 汽轮机 水轮机 工作机械 压缩机 鼓风机、风机 泵 压缩机 鼓风机、风机 泵 压缩机 鼓风机、风机 泵 横流风机
液体
气体 液体 气体 液体 气体 液体
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二、 换热设备（热量交换）
换热设备是动力工程中常见的能量(热能)交换装备。 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。