热能与动力工程基础复习整理

热能与动力工程基础第一章1、能源的分类：①一次能源与二次能源②可再生能源与非再生能源③常规能源与新能源④清洁能源与非清洁能源2、人类需要能源的形式：①热能②机械能③电能3、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。

主要分为两大类：一种是以燃烧产生的燃气直接进入发动机进行能量交换；另一种则首先将燃料燃烧产生的热能传递给某种液体使其汽化，然后将蒸气导入发动机进行热功转换。

4、热能动力装置的分类：①暗能量转换方向分类，原动机、工作机。

②按机械运动方式分类，回转式、往复式。

③按工质流动方式分类，轴流式、径流式、混流式。

④按用途分类。

5、功率：功率是做功快慢程度的度量，通常用单位时间所作的功或消耗的功来表示。

额定功率——原动机长期连续运行中所能保持的最大功率。

经济功率——设计机器是=时作为热力计算依据的功率。

6、热能动力设备的其他评价指标：①排放②使用寿命③变负荷能力④使用燃料⑤装置效率7、（名词解释)平均有效压力——发动机单位气缸工作容积所发出的有效功。

它是衡量发动机动力性能的一个很重要的指标。

对于气缸总工作容积一定的发动机而言，其平均有效压力反映了发动机输出扭矩的大小。

升功率——标定工况下发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。

升功率与平均有效压力和转速的乘积成正比，单位为kw/l。

8、热能动力设备对环境的影响：①热污染及水污染②大气污染③噪声污染④热能利用中的其他污染9、（简答）环境保护的策略：①提高能源转换效率②实现煤炭的清洁利用③新能源与可再生能源的开发和利用④研发代用燃料及新的带用工质⑤改进技术实现低污染排放⑥环境污染的综合防治第二章1、（名词解释）锅炉参数：锅炉的参数是指锅炉的容量、出口蒸汽压力、蒸汽温度和进口给水温度。

锅炉的容量用额定蒸发量来表示，是指锅炉在额定的出口整齐参数和进口给水温度以及在保证效率的条件下，连续运行时所必需保证的蒸发量，单位为t/h或kg/s，也可用与汽轮机发电机组配套的功率表示为kw或mw。

2、层燃烧设备燃烧特性（附图，课本p48）：燃烧顺序：受热干燥，挥发分析出并着火燃烧，焦炭燃烧和燃尽，最后形成灰渣。

燃烧过程中，煤是逐渐的由煤闸门移动到炉排末端的，因此燃烧的各个阶段也就依次的分布在整个炉排长度上，如图所示。

新煤进入炉膛后，煤层上表面受到炉膛火焰和炉拱的高温辐射，就开始进入燃烧的热力准备阶段。

从煤层下方来的空气一般预热温度不超过200℃，对新煤虽有一定的加热作用，但不及煤层上方的辐射强烈。

因此煤层从最上面开始，然后通过传热逐渐向下传播。

由于传热方向是自上而下的，而煤层的移动方向是水平的，结果煤层中燃烧过程各阶段的分界面都是斜面。

3、省煤器和空气预热器（特点、好处）：①省煤器主要是充分利用锅炉尾部烟气温度来加热给水，提高进入锅筒的水温，同时把离开锅炉的烟气温度进一步降低。

这样可以提高锅炉效率，节省燃料，这就是“省煤器”的由来。

按照省煤器出口工质的状态可将其分为沸腾式和非沸腾式两种。

按其所用材料的不同科分为铸铁式和钢管式两种。

许多省煤器都采用光管受热面。

②空气预热器是利用烟气的热量来加热燃烧所需空气的热交换设备。

空气预热器可吸收烟气热量，使排烟温度降低并减少排烟热损失，提高锅炉效率；同时提高了燃烧空气的温度，有利于燃料的着火、燃烧和燃尽，增强了燃烧稳定性并可提高锅炉燃烧效率；空气预热还能提高炉腔烟气温度，强化炉辐射换热。

主要有间壁式和蓄热式。

4、燃煤设备的脱硫技术可分为三类：燃烧前对燃料进行脱硫、燃烧中脱硫和烟气脱硫。

燃烧前燃料脱硫用的较多的是洗选技术。

由于煤中硫化亚铁比重较大，因此可以通过洗选法脱除部分的硫化亚铁以及其他矿物质，常规洗选法可以脱除30%~50%的硫化亚铁。

其他的燃料脱硫技术还有化学浸出法、微波法以及细菌脱硫等，还可以将煤进行气化或者液化，转化成情洁的二次燃料，以达到脱硫的目的。

燃烧中脱硫主要是指燃烧过程中so2遇到碱金属氧化物，便会发生反应而被脱除掉。

目前煤粉炉中采用的脱硫技术主要是烟气脱硫。

烟气脱硫又可分为湿法、干法和半干法。

5、高效间壁式热交换器的种类：螺旋板式、板式、板翅式、翅片管式及热管热交换器。

6、（课后题）为什么链条锅炉要进行分段送风？答：不同地带的煤层进行着不同的燃烧阶段，因此各个地带燃烧所需的空气量和煤层中释放的气体成分也是不同的。

为了适应煤层沿炉排长度方向分段燃烧这一特点，必须向燃烧炽烈的炉排中部送入足够数量的空气，并相应减少送至尚未开始燃烧的新煤区和炉排末端燃尽区的空气量。

为此，就必须将炉排下面的风室隔成几段，每段装有单独调节的风门，根据炉排上煤层燃烧的需要对送风进行分段调节，这就叫做分段送风。

7、（课后题）链条锅炉卢拱的作用是什么？答：前拱位于炉排的前部，主要起引燃作用。

后拱位于炉排后部，其功能主要在于引导高温烟气，具体作用包括①引燃②混合③保温促燃第三章1、简述轴流式原动机的工作原理（附图）：从图中可知，具有一定压力和温度的工质（蒸汽或燃气）先在喷嘴1中膨胀加速，工质的压力、温度降低，流速增加。

此过程完成了热能到动能的转换。

从喷嘴出来的高速气流，以一定的方向进入装在叶轮3上的动叶栅2中，气流速度受叶片作用改变大小及方向后排出。

这样气流便对叶片产生一作用力，推动叶轮作功，完成了动能到机械能的转换。

2、流动模型与简化假设：①在推导能量转换的各种表达式时不考虑工质的粘性，而将粘性仅以能量损失计入。

②工质在叶栅通道中的流动为定常稳定流动。

③工质的流动是平面二元流动。

④流动是等熵的或是绝热的。

⑤定性分析时将工质作为理想气体看待，因而适合于理想气体的公式皆可使用。

3、级的分类：①纯冲动级②带反动度的冲动级③反动级④复速级4、损失简述：①叶高损失是喷嘴和动叶汽道上下端壁附面层的摩擦和二次流所造成的损失②扇形损失③叶轮摩擦损失简称摩擦损失④部分进汽损失是由鼓风损失和斥汽损失两部分组成的⑤部漏气损⑥湿气损失5、齿形轴封工作原理简述：曲径式轴封是由许多高低相错、依次排列且固定在汽封圈上的环形薄金属汽封片组成，它维持着与曲径式转子表面之间的径向间隙，形成许多环形间隙，每两个齿隙之间形成一个环形气室。

当蒸汽从高压侧流向低压侧时，必须依次通过这些齿隙和气室。

当蒸汽通过环形齿隙时，由于流通面积缩小，蒸汽流速增大，压力降低。

此后蒸汽进入环形汽室，流通面积突然变大，流速降低，汽流转向，产生涡流，汽流速度在等压下降到接近于零，蒸汽具有的动能重又变为热能加热蒸汽本身。

6、对轴封系统的基本要求：①应按蒸汽品味的高低对轴封漏气加以利用②为防止轴承温度过高应向轴封供给低压低温蒸汽③应防止蒸汽由轴封向外泄露④应防止空气由轴封漏入处于真空状态的汽缸。

7、轴向推力的平衡方法：①设置平衡活塞②采用具有平衡孔的叶轮③采用气缸对置及对称分流装置8、汽轮机功率的调节方式：①喷嘴调节②节流调节③滑压调节9、简述汽轮机装置及工作原理（简答）：燃气轮机是将热能转变为机械能的高速回转式动力机械。

燃气轮机装置一般由压气机、燃烧室、透平三大部件及基本辅助设备和控制系统组成。

大多数燃气轮机采用等压燃烧开式循环，以空气和燃气为工质。

工作原理：压气机1从大气中吸进空气，增压后送入燃烧室4，燃料泵3将燃料经喷嘴5喷入燃烧室与空气混燃，燃烧生成的高温高压燃气再进入涡轮8中膨胀作功，最后将废气放回大气。

10、燃气轮机与汽轮机的差异主要有：①燃气轮机在相对来说比较高的初温下工作②燃气轮机在较低的燃气初压下工作③燃气轮机的可用焓降为汽轮机的1/3~1/5④燃气轮机的相对效率每减少1%时，其装置效率并不像汽轮机装置那样也减少1%，而是减少2%~4%⑤多级燃气轮机的喷嘴、动叶栅及级的热力过程计算和汽轮机相似，它们之间的主要差别在于工质性质上的差异及其参数的不同⑥燃气轮机的级损失和汽轮机相似，虽然在燃气轮机中不存在湿气损失，但却增加了叶片及叶轮的冷却损失⑦燃气轮机末级排气轴向分速一般在150~200m/s左右⑧燃气轮机的装置的燃气常含有相当多的氧气11、对电站用涡轮机来时，调节系统应满足以下要求：①调节系统应能保证机组在额定近汽压力和温度下，稳定地在满负荷至零负荷围运行，而且当进气压力和温度以及周波在允许的围变动时，仍能在额定负荷至零负荷运行，并保证涡轮发电机组能顺利的并网和解列②为了保证稳定运行，由迟滞等原因引起的自发性负荷变动应在允许围，以保证机组的安全、经济运行③当负荷变动时，调节系统应能保证机组平稳地从某一工况过渡到另一工况，而不发生较大的和长期的摆动④当机组突然甩去全负荷时，调速系统应能保证不使超速保安器动作12、调节系统的基本结构（填空）：①转速感受机构②传动放大机构③执行机构④反馈机构13、相似理论在泵与风机中的应用：①在新产品设计时的应用：进行模拟试验比较设计方案，改进设计缺陷②进行模化设计：根据实践证明效率高、性能好的泵与风机的资料，利用相似关系进行相似设计③参数变化时的性能分析：可获知泵与风机在改变转速、线性尺寸等时的性能参数变化④比转数概念14、比转数的定义：相似定律表示了相似泵或风机在相似工况下性能参数间的关系，但用它们来判别泵或风机是否相似却并不方便。

而在泵与风机的设计、选择及研究中，往往需要一个包括流量、能头及转速在的综合特征数，该特征数称为比转数，用符号ns表示。

15、泵的汽蚀发生的机理：液体在泵入口段的流动过程中，若某一局部区域的压力等于或低于被输送液体温度所对应的饱和压力是，液体就会在该处发生汽化，于是有大量的蒸汽及溶解气体逸出，形成许多蒸汽浴气体混合的小气泡。

当气泡随液体从低压区流向高压区时，气泡在高压的作用下迅速凝结而破裂。

在气泡破裂的瞬间，周围的液体以极高的速度冲向原先被气泡占有的空间，形成一个很大的冲击力。

由于气泡中的气体和蒸汽来不及在瞬间溶解或凝结，因此在冲击力的作用下又分成小气泡，再次被高压液体压缩、凝结。

如此形成多次反复，使得冲击力形成的压力很大，冲击频率很大。

由于气泡夹杂有氧气，借助气泡凝结时放出热量，呈现高温高压状态，它可使金属表面氧化剥离，产生化学破坏，同时在高温下金属和氧化物之间形成热电偶，电解水而析出有强烈氧化作用的初生氧参与氧化腐蚀作用，从而加速了金属剥蚀的破坏速度。

这种综合现象称为汽蚀。

16、四冲程燃机与二冲程燃机的比较如下：二冲程燃机能在每两个行程，即曲轴每旋转一周完成一个工作循环，作一次功。

因此二冲程燃机的功率为四冲程的1.5~1.8倍。

②由于二冲程燃机发生作功的频率较大，因此运转要比四冲程的均匀、平稳，这样可以使用较小的飞轮。

③二冲程燃机的配气机构较四冲程的结构简单④二冲程燃机由于循环进行的更为频繁，气缸周围零件冷却比较困难，因而热负荷比较高⑤实现二冲程的换气良好比较困难，其耗气量比较大⑥二冲程汽油机的经济性和hc 的排放不如四冲程汽油机。