能源与动力工程专业导论_1

汽轮机
主要动力装置（2）
汽轮机
主要动力装置（2）
汽轮机
主要动力装置（3） 泵和风机
主要动力装置（3） 泵和风机
主要动力装置（4）
热质交 换设备
主要动力装置（4）
热质交 换设备
主要动力装置（4）
热质交 换设备
主要动力装置（5）
水轮机
主要动力装置（6）
内燃机
主要动力装置（7）
蒸发器和 冷凝器
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厨房内部气体传热流动模拟
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3
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办公室空气流动与传热模拟
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牛与周围空气传热流动模拟
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谢 谢！
热能动力工程的理论基础（2） 传热学
传热学—是研究热量传递规律的一门学科， 其内容包括热量传递的方式、机理、计算 和测试等。
热传导（导热）T1
T2
热对流
热辐射
热能动力工程的理论基础（3）
工程流体力学
工程流体力学—是研究流体平衡和运动规 律，是力学的基本原理在液体和气体中实 际应用的一门科学。
主要内容包括：流体的物性；流体平衡的 条件及平衡时压强分布规律；理想流体和 黏性流体运动的基本方程；管道流动分析 及管路计算；绕过物体流动及边界层理论。
能量的形式
机械能 _与物体宏观机械运动或空间状态相关的能量。
热能
_构成物质的微观分子运动的动能和势能总和 称为热能。其它的形式能都可以转变为热能。
电 能 _是和电子流动与累积有关的一种能量，通常
是由电池中的化学能转换而来。
辐射能 _物体以电磁波形式发射的能量。
化学能 _物质原子核外进行化学变化时放出的能量。
电能
T 2
•
3•
透平温降
透平能
•3a （压降）
量损失 •3a
烟囱温降 （压降）
烟囱能
•
量损失
•
动能损失
3b •
•4
4
• •1
太阳能烟囱电站空气循环温熵图
S
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传热学研究：系统内的温度、压力和速度场
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3 传热学应用举例
自然界与生产过程到处存在温差—传热很普遍 ①日常生活中的例子：
燃
料
燃油锅炉
分
类
燃气锅炉
低压锅炉
低于 2.5MPa
按
蒸
汽
压
亚临界锅炉
17~18 MPa
力
超临界锅炉
大于22.19 MPa
按
燃粉锅炉
燃
烧
层燃锅炉
方
式 流化床锅炉
主要动力装置（1）
锅炉
主要动力装置（1）
锅炉
主要动力装置（1）
锅炉
主要动力装置（1）
锅炉
主要动力装置（2）
汽轮机
主要动力装置（2）
能量转换系统（1） 蒸汽动力循环
能量转换系统（1） 蒸汽动力循环
能量转换系统（1） 蒸汽动力循环
蒸汽 锅炉
汽轮机
发电机
凝
给水泵
汽
器
火力发电站系统图1
蒸汽
发电机
锅
汽轮机
炉 再热器
加
凝
给水泵
热 器
汽 器
火力发电站系统图2
冷却剂 反 应 堆
循环泵
蒸汽
热 交 换 器
汽轮机 给水泵
发电机
凝 汽 器
为什么水壶的提把要包上橡胶？
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②特别是在下列技术领域大量存在传热问题：
动力、化工、制冷、建筑、机械制造、新能源 、微电子、核能、航空航天、微机电系统（ MEMS）、新材料、军事科学与技术、生命科学 与生物技术…
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航 天 器 发 射
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坦克与周围环境的换热模拟
核电站系统示意图
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
压气机
燃料
燃烧室
燃气轮机 发电机
空气
排气
燃气轮机发电示意图
燃料
燃烧室 压 气 机
空气
发电机
燃气 轮机
余热锅炉 汽轮机 给水泵
加热器
燃气-蒸汽联合循环发电系统示意图
发电机 凝汽器
煤气
气化炉 煤
空气或 纯氧
燃烧室
压 气 机
热能动力工程的理论基础（1）
工程热力学
工程热力学—是研究热能与机械能相互转 换的一门学科，其基本任务是研究热能转 变为机械能的规律和条件，从而找出提高 热能利用经济性的途径。热力学第一定律 （能量守恒定律）阐明了热能和机械能相 互转化时的数量关系；热力学第二定律指 明了能量转换的方向性，热能不可能全部 转换为机械能，而机械能可以无条件全部 转变化热能。
空气
发电机
燃气 轮机
余热锅炉 汽轮机 给水泵
发电机 凝汽器
加热器
整体煤气化联合循环（IGCC）发电系统示意图
能量转换系统（3） 制冷循环
吸收低 温处的 热量
M
压气机
蒸发器
冷凝器
节流阀
源自文库
向外界 环境散 失热量
蒸汽压缩式制冷示意图
主要动力装置（1）
锅炉
电站锅炉
按
用
工业锅炉
途
分
船舶锅炉
类
机车锅炉
按
燃煤锅炉
动力工程与工程热物理
博士 和硕 士研 究生 培养
本科 专业
工热
程能
热工
物 理
程
热能 与
动力 工程
动力 机械
及 工程
流体 机械
及 工程
制冷 与
低温 工程
电厂热能动力工程 电厂集控运行 制冷与低温工程
大规模太阳能热气流综合发电
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热力学研究：热力学循环和能量转换效率
太阳能 热气流能 机械能
能源与动力工程 专业导论
课程内容简介
“能源与动力工程专业导论”是我们专业 的一门专业选修课，共24学时，1.5学分。课 程目的是让同学对我们专业所涉及的工程对 象、理论基础和科学研究发展情况有一个基 本了解，以便于今后的学习。我们每周一次 课，有我和另外的三位老师分别介绍。
本节课程内容
•能量的形式 •能源概况 •能量的转换系统 •主要的动力装置 •热能动力工程的理论基础 •学科概况
核 能 _蕴藏在原子核内部的物质结构能。
能源
一次能源
二次能源
可再生能源 不可再生能源 电能 热能
太 风 水其
阳
煤
能 能 能它
石天 然
油气
天然气 石油
煤 核能 太阳能 水能 风能
能量转换及利用图
燃烧炉 工业加 热装置
核反应堆
热电直接 热 转换装置 电
电热装置
能
能
发 热机 电 机械 机
能
用户
能量转换系统（1） 蒸汽动力循环