能源转换与利用期末复习资料

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授课:吴志勇 编写:许长浩 谭 硕 向明明 焦 彤 排版:许长浩
(6)无毒性、无腐蚀性、不易燃烧; (7)价格相对较便宜; (8)粘性系数小,运输方便,易于保存。 3、画出燃气-蒸汽联合循环的系统图,并解释燃气-蒸汽联合循环可以提高热效率的原 因?(图在书上 80 页) (1)蒸汽动力循环下,燃烧烟气温度在 1500℃左右,蒸汽温度约 500℃,两者间 温差在 1000℃以上,火用损失较大; (2)采用燃气-蒸汽联合循环,燃烧烟气先做功,排烟温度在 400~600℃,与蒸汽 温差大大减小,加之燃气可以做功发电,因此联合循环可以提高热效率; 4、简述㶲具有哪些性质? (1)能量属性。㶲是能量中的可用部分,与能量具有相同属性。对应于取决于物 质状态的能量,有焓㶲等状态量,对应于取决于变化过程的能量,有热量㶲等过程量; (2)等价性。不同性质的能量,其品质有所区别。㶲是按做功能力大小来衡量能 量的统一尺度。两种能量具有相同的㶲值,则认为它们是等价的; (3)相对性。㶲是以环境为基准的相对值,因此需要对环境规定统一的物理基准 和化学基准; (4)可分性。㶲可以分为物理㶲和化学㶲;物理㶲可进一步分为温度㶲和压力㶲; 化学㶲可进一步分为扩散㶲和反应㶲。每项㶲可以单独计算,然后进行累加; (5)非守恒性。孤立系统的㶲只能减少,最多保持不变。实际过程㶲是不平衡的, 只有加上㶲损失才能保持平衡。 5、对于热媒式余热回收系统,热媒有何要求? (1)有良好的热传递性能和较小的流动阻力,即要求比热和密度大,粘性系数小; (2)在使用温度范围内,化学性能稳定,不易变老变质; (3)无腐蚀性和毒性; (4)在温度较低的冬天热能保持良好的流动性; (5)价格要便宜。 6、进行能量平衡分析以及提出节能整改措施应包括哪些方面? (1)分析企业目前耗能的状况、用能水平、特别是主要能量转换设备、终端耗能 设备的耗能现状。
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14、热管的工作液体有何要求?什么叫工作液体与管壳材料的相容性? (1)对热管工作液体的要求,除热输送能力要大(潜热大,热导性高,表面张力 大等)以外,还要求热稳定性能好,与吸液芯以及壳体材料有良好的相容性,工作温度 下的蒸汽压力不宜过高。 (2)相容性是指工作液体不腐蚀材料和不产生不凝结气体。 15、什么是重力式热管换热器,它有什么特点,在布置上有什么特殊要求? (1)重力式热管换热器是采用重力式热管作为中间传热元件,实现冷、热流体之 间换热的设备。 (2)特点:重力式热管换热器结构简单,成本低廉,容易成批生产。它没有毛细 管力限的限制,可获得最大热流。 (3)布置要求:要求采用垂直布置,必须是冷凝段在上,蒸发段在下。 16、什么是热泵,根据工作原理的不同可以分为哪几种类型,各自使用何种驱动能源? (1)热泵是一种能使热量从低温物体转移到高温物体的能量利用装置。热泵可以 使不能直接利用的低温热能变为有用的热能,从而提高热能的利用率,节约大量燃料, 借助于热泵,还能把大气、海洋、江河、大地蕴藏着的低品位热能利用起来。 (2)根据工作原理的不同可以分为压缩式热泵和吸收式热泵,压缩式热泵使用电 能驱动,吸收式热泵使用热能驱动。
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有一小块扇形过渡区,随着转子的旋转,蓄热体在与烟气相同的位置上吸收热量,转至 与空气相通时,又将蓄热量传给空气,从而实现妖气与空气间的传递。 (2)回转式换热器适用于各种工业炉的烟气余热回收。 10、热管换热器与其他型式的换热器相比,有什么特点? (1)传热性能高,尤其对于气-气热管换热器,更能显示出其优点。 (2)储热平均温差大。冷、热流体的通道布置方便,流向可以布置成单纯的逆流 形式。 (3)结构紧凑。每根热管的传热能力大,可以用较少的热管数目保证热量的传递。 (4)布置灵活。热管可以作为通用的传热元件,对于传热量要求不同的换热器, 可以用改变热管根数的方法惊醒随意组合。 (5)工作安全可靠。每根热管是独立的传热元件,即使其中一根发生故障,也不 能影响整个换热器的工作。 11、何谓能源?什么是一次能源,二次能源,并举例说明? (1)能源可以定义为:比较集中的含能体或能量过程。 (2)一次能源:是指存在于自然界,未经加工或转换的能量,如煤、水力、太阳 能等等。 (3)二次能源:由一次能源经过人工加工转换而成的能源产品,如焦炭、汽油、 电力、蒸汽等 12、什么是能源的当量热值,什么是能源的等价热值,两者之间有何关系? (1)一个是单位实物量能源,在理论上所含有的能量(KJ)称为能源的当量热值, 用 dn 表示。 (2)生产一个单位实物的二次能源,所消耗的一次能源(KJ)称为能源的等价热 值,用 Dn 表示。 (3)两者之间关系为: d n g Dn ,其中 g 为能源转换效率。 13、什么是㶲什么是,两者有什么来联系? 㶲是指在一定环境下,系统或工质通过一系列可逆变化最终达到与环境平衡时,所 能做出的最大功,用 Ex 表示,它是能量中的可用能部分;而能量中的不可用能部分称 为,用 An 表示。能量可分为㶲和两部分,即 E E x An 。
题型:分析题
1、潜热㶲有正值和负值之分吗,为什么?并举例说明。 潜热㶲有正值和负值之分。
ex ex 2 ex1 (h2 h1 ) T0 ( s2 s1 ) r T0 T r r (1 0 ) T T
wenku.baidu.com
潜热㶲的表达式为: 式中:
r 为吸收或放出的潜热值。 潜热火用的正负与吸热还是放热、 以及相变温度 T 有关。 在融化(或气化)时, r 0 , T T0 时 潜热㶲大于零; T T0 时,潜热火用小于零; 在凝固(或液化)时, r 0 , T T0 时 潜热㶲小于零; T T0 时,潜热火用大于零。
题型:简答题
1、与其他热回收系统相比,热媒式余热回收系统有何优点? (1)采用热媒间接换热,废热源和受热侧是气-液换热,主要热阻在气体侧。而它 可以将废热源与受热气体分别置于高温、低温换热器的官外侧,采用增加翅片的方法增 大换热面积,以增强换热,使换热器结构紧凑; (2)由于热媒受热与放热在不同换热器中进行,所以管道布置灵活,在场地狭窄 的地方也有可能安置; (3)通过热媒可以同时加热两股冷流体,例如热媒可以供给两个换热器分别预热 空气和煤气; (4)通过调节热媒循环量,可以自由控制热回收量; (5)热媒的工作压力低,且没有产生气化,所以不受压力容器规范限制。 2、在低沸点工质发电系统中,低沸点工质有哪些性能要求? (1)有适当的沸点。在工作温度范围,蒸汽压力既不过高,也不过低。因此对不 同的余热温度需选用不同的工质; (2)气化潜热要小; (3)蒸汽经透平膨胀后最好处于过热态; (4)比热容、导热率、密度要大; (5)在使用温度范围,热稳定性要高;
题型:名词解释
1、能源利用率:是指为终端用户提供的能源服务与所消费的能源之比,即反映能源的 有效利用程度。 2、单位产量耗能:是指生产某种产品的总的耗能量与它的总产量之比,单位是 kg 标煤 /t 产品。 3、㶲:在一定环境条件下,系统或工质通过一系列的可逆变化,最终达到与环境处于平 衡时所能做出的最大功。 4、温度㶲:当工质的压力与环境压力相同,温度与环境温度不同时所具有的㶲值。
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(2)进行节能诊断,找出主要损失部位和节能潜力。 (3)根据测试效率与统计效率的差异,分析产生管理损失的原因,提出改进生产 管理及能源管理的具体措施。 (4)提出具体的节能整改措施,方法要有先进性和技术可行性。 (5)对节能措施运行技术经济分析,定量计算节能改造投资、节能效果、投资回 收周期等技术经济指标。 (6)根据节能效果的大小以及先后的原则,制定实施规划。 (7)修订能耗定额及其他的节能指标,完善能源管理制度。 7、采用热电联产有哪几种方式,各有什么优缺点? (1)有背压式热电联产和抽气式热电联产两种方式。 (2)背压式热电联产优、缺点:冷凝热量供给热用户使用,不排向环境,循环效 率高,要求热、电负荷相匹配,通常以热定电,供电负荷难以调节,适用于具有稳定热 负荷的热电厂。 (3)抽气式热电联产优、缺点:通过调节抽气量可满足热用户的热负荷变化,只 有抽气供热部分的蒸汽才是热电联产,其余部分蒸汽仍然将冷凝热排向环境,节能效益 低于背压式热电联产。 8、什么是再热循环、再热循环的好处有哪些? 再热循环是将高温、 高压蒸汽首先在高压透平内膨胀到某一中间压力温度也同时有 所降低,然后又将蒸汽送回锅炉内再一次加热,使得蒸汽温度又升高到初始温度,再送 至低压透平内膨胀做功。 再热循环的好处: ①防止膨胀后的蒸汽度过大 ②蒸汽再热后提高了蒸汽的做功能力 ③提高了蒸汽吸热平均温度,从而提高了锅炉的火用效率 9、简述回热式换热器的传热原理以及适用场合 (1)回转式换热器是一种蓄热式换热器,转子是构成换热器的本体,转子由马达 通过减速装置带动,转子内装有金属板或多孔陶瓷材料组成的蓄热体。蓄热体既能使气 体流以较小的阻力通过,有要求在单位体积内尽可能大的传热面积和蓄热能力,转子的 一部分扇形区域与空气通道相连,另一部分扇形区域与烟气通道相连。两个通道之间留
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5、余热回收率:在余热回收装置中,被回收介质吸收的热量占进入余热回收装置的余 热资源量的百分数。 6、能量利用率:是指在能源利用过程中的某一环节上,由该环节输出的能量与流入该 环节的能量的比值,即反映能量在能源利用某一环节上的利用程度。 7、单位产值能耗:是指生产某种产品的总的耗能量与其总产值之比,单位是 kg 标煤/ 万元。 8、燃料化学㶲:在基准状态下,燃料与氧气一起稳定地流经化学反应系统时,以可逆 方式转变到完全平衡的环境状态所能做出的最大有用功。 9、压力㶲:是指工质温度与环境温度相同,压力与环境压力不同时所具有的㶲值。 10、余热利用率:在余热回收装置中,被回收介质吸收的热量占余热源所在体系供给能 量的百分数。
能源转换与利用
题型:填空
期末复习资料
1、太阳能利用有四种方式:(光—热转换)、(光-热-电转换)、(光—电转换)和 (光—化学转换)【 P4 】 2、化学不平衡包括系统与环境的(成分不平衡)和(组成不平衡)【 P30 】 3、能源根据可转换性的不同可以分为三类:可以不受限制地、完全转换的能量,称为 (高级能);具有部分转换能力的能量称为(中级能);完全没有转换能力的能量称为 (低级能)。热能属于(中级能)【 P 18 】 4、对于重力式热管,将(冷凝段)布置在上部,(蒸发段)布置在下部【 P 188 】 5、热泵是一种能使热量从(低温)物体转移到(高温)物体的能量利用装置【 P 105 】 6、能源可以定义为:比较集中的(含能体)或(能量过程)【 P 1】 7、能源按照再生性,可以分为(可再生能源)和(不可再生能源)【 P 1】 8、通常将能量中㶲所占的比例称为(能级),用λ表示。对于高级能, (=1);对 于中级能 (﹤1);对于低级能 (=0)【 P20 】 9、强化传热的途径有三种:(提高换热系数)、(增大换热面积)、(提高传热评平 均温差)【 P202 】 10、 节流过程可认为与外界没有功量和热量的交换, 它的能量平衡关系式为 ( H1 H 2 ) ; 从㶲平衡来看,它是一个不可逆过程,有㶲损失,其㶲平衡关系式为( E x 1 E x 2 I int ) ; 内部㶲损失为( I int T0 ( S 2 S1 ) )【 P38 】
授课:吴志勇 编写:许长浩 谭 硕 向明明 焦 彤 排版:许长浩
2、什么是能源消耗弹性系数,并结合表 1 中的数值,分析其值反映了什么? 地区 指标 一次能源年增长率(%) 发达国家 国民生产总值年增长率 (%) 能源弹性系数 一次能源年增长率(%) 发展中国家 国民生产总值年增长率 (%) 能源弹性系数 1950-1975 年 4.5 4.8 0.94 8.6 6.0 1.43 1976-2000 年 2.2-2.9 2.8-3.8 0.79-0.76 4.4-5.9 3.6-5.2 1.22-1.13 2001-2030 年 1.6-2.0 1.8-2.5 0.89-0.80 2.9-4.0 2.6-3.6 1.12-1.11
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