熱能與動力工程基礎(chǔ)復(fù)習(xí)整理

1、熱能與動力工程基礎(chǔ)第一章1、 能源的分類：一次能源與二次能源可再生能源與非再生能源常規(guī)能源與新能源清潔能源與非清潔能源2、 人類需要能源的形式：熱能機(jī)械能電能3、 燃燒設(shè)備、熱能動力機(jī)以及它們的輔助設(shè)備統(tǒng)稱為熱能動力裝置。主要分為兩大類：一種是以燃燒產(chǎn)生的燃?xì)庵苯舆M(jìn)入發(fā)動機(jī)進(jìn)行能量交換；另一種則首先將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能傳遞給某種液體使其汽化，然后將蒸氣導(dǎo)入發(fā)動機(jī)進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)換。4、 熱能動力裝置的分類：暗能量轉(zhuǎn)換方向分類，原動機(jī)、工作機(jī)。按機(jī)械運(yùn)動方式分類，回轉(zhuǎn)式、往復(fù)式。按工質(zhì)流動方式分類，軸流式、徑流式、混流式。按用途分類。5、 功率：功率是做功快慢程度的度量，通常用單位時(shí)間內(nèi)所作的功或消耗

2、的功來表示。額定功率原動機(jī)長期連續(xù)運(yùn)行中所能保持的最大功率。經(jīng)濟(jì)功率設(shè)計(jì)機(jī)器是=時(shí)作為熱力計(jì)算依據(jù)的功率。6、 熱能動力設(shè)備的其他評價(jià)指標(biāo)：排放使用壽命變負(fù)荷能力使用燃料裝置效率7、 （名詞解釋)平均有效壓力發(fā)動機(jī)單位氣缸工作容積所發(fā)出的有效功。它是衡量發(fā)動機(jī)動力性能的一個(gè)很重要的指標(biāo)。對于氣缸總工作容積一定的發(fā)動機(jī)而言，其平均有效壓力反映了發(fā)動機(jī)輸出扭矩的大小。升功率標(biāo)定工況下發(fā)動機(jī)每升氣缸工作容積所發(fā)出的有效功率。升功率與平均有效壓力和轉(zhuǎn)速的乘積成正比，單位為kw/l。8、 熱能動力設(shè)備對環(huán)境的影響：熱污染及水污染大氣污染噪聲污染熱能利用中的其他污染9、 （簡答）環(huán)境保護(hù)的策略：提高能源轉(zhuǎn)

3、換效率實(shí)現(xiàn)煤炭的清潔利用新能源與可再生能源的開發(fā)和利用研發(fā)代用燃料及新的帶用工質(zhì)改進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)低污染排放環(huán)境污染的綜合防治第二章1、 （名詞解釋）鍋爐參數(shù)：鍋爐的參數(shù)是指鍋爐的容量、出口蒸汽壓力、蒸汽溫度和進(jìn)口給水溫度。鍋爐的容量用額定蒸發(fā)量來表示，是指鍋爐在額定的出口整齊參數(shù)和進(jìn)口給水溫度以及在保證效率的條件下，連續(xù)運(yùn)行時(shí)所必需保證的蒸發(fā)量，單位為t/h或kg/s，也可用與汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組配套的功率表示為kw或mw。2、 層燃燒設(shè)備燃燒特性（附圖，課本p48）：燃燒順序：受熱干燥，揮發(fā)分析出并著火燃燒，焦炭燃燒和燃盡，最后形成灰渣。燃燒過程中，煤是逐漸的由煤閘門移動到爐排末端的，因此燃燒的各個(gè)階

4、段也就依次的分布在整個(gè)爐排長度上，如圖所示。新煤進(jìn)入爐膛后，煤層上表面受到爐膛火焰和爐拱的高溫輻射，就開始進(jìn)入燃燒的熱力準(zhǔn)備階段。從煤層下方來的空氣一般預(yù)熱溫度不超過200，對新煤雖有一定的加熱作用，但不及煤層上方的輻射強(qiáng)烈。因此煤層從最上面開始，然后通過傳熱逐漸向下傳播。由于傳熱方向是自上而下的，而煤層的移動方向是水平的，結(jié)果煤層中燃燒過程各階段的分界面都是斜面。3、 省煤器和空氣預(yù)熱器（特點(diǎn)、好處）：省煤器主要是充分利用鍋爐尾部煙氣溫度來加熱給水，提高進(jìn)入鍋筒的水溫，同時(shí)把離開鍋爐的煙氣溫度進(jìn)一步降低。這樣可以提高鍋爐效率，節(jié)省燃料，這就是“省煤器”的由來。按照省煤器出口工質(zhì)的狀態(tài)可將其分

5、為沸騰式和非沸騰式兩種。按其所用材料的不同科分為鑄鐵式和鋼管式兩種。許多省煤器都采用光管受熱面。空氣預(yù)熱器是利用煙氣的熱量來加熱燃燒所需空氣的熱交換設(shè)備。空氣預(yù)熱器可吸收煙氣熱量，使排煙溫度降低并減少排煙熱損失，提高鍋爐效率；同時(shí)提高了燃燒空氣的溫度，有利于燃料的著火、燃燒和燃盡，增強(qiáng)了燃燒穩(wěn)定性并可提高鍋爐燃燒效率；空氣預(yù)熱還能提高爐腔內(nèi)煙氣溫度，強(qiáng)化爐內(nèi)輻射換熱。主要有間壁式和蓄熱式。4、 燃煤設(shè)備的脫硫技術(shù)可分為三類：燃燒前對燃料進(jìn)行脫硫、燃燒中脫硫和煙氣脫硫。燃燒前燃料脫硫用的較多的是洗選技術(shù)。由于煤中硫化亞鐵比重較大，因此可以通過洗選法脫除部分的硫化亞鐵以及其他礦物質(zhì)，常規(guī)洗選法可以

6、脫除30%50%的硫化亞鐵。其他的燃料脫硫技術(shù)還有化學(xué)浸出法、微波法以及細(xì)菌脫硫等，還可以將煤進(jìn)行氣化或者液化，轉(zhuǎn)化成情潔的二次燃料，以達(dá)到脫硫的目的。燃燒中脫硫主要是指燃燒過程中so2遇到堿金屬氧化物，便會發(fā)生反應(yīng)而被脫除掉。目前煤粉爐中采用的脫硫技術(shù)主要是煙氣脫硫。煙氣脫硫又可分為濕法、干法和半干法。5、 高效間壁式熱交換器的種類：螺旋板式、板式、板翅式、翅片管式及熱管熱交換器。6、 （課后題）為什么鏈條鍋爐要進(jìn)行分段送風(fēng)？答：不同地帶的煤層進(jìn)行著不同的燃燒階段，因此各個(gè)地帶燃燒所需的空氣量和煤層中釋放的氣體成分也是不同的。為了適應(yīng)煤層沿爐排長度方向分段燃燒這一特點(diǎn)，必須向燃燒熾烈的爐排中

7、部送入足夠數(shù)量的空氣，并相應(yīng)減少送至尚未開始燃燒的新煤區(qū)和爐排末端燃盡區(qū)的空氣量。為此，就必須將爐排下面的風(fēng)室隔成幾段，每段裝有單獨(dú)調(diào)節(jié)的風(fēng)門，根據(jù)爐排上煤層燃燒的需要對送風(fēng)進(jìn)行分段調(diào)節(jié)，這就叫做分段送風(fēng)。7、 （課后題）鏈條鍋爐盧拱的作用是什么？答：前拱位于爐排的前部，主要起引燃作用。后拱位于爐排后部，其功能主要在于引導(dǎo)高溫?zé)煔?，具體作用包括引燃混合保溫促燃第三章1、 簡述軸流式原動機(jī)的工作原理（附圖）：從圖中可知，具有一定壓力和溫度的工質(zhì)（蒸汽或燃?xì)猓┫仍趪娮?中膨脹加速，工質(zhì)的壓力、溫度降低，流速增加。此過程完成了熱能到動能的轉(zhuǎn)換。從噴嘴出來的高速氣流，以一定的方向進(jìn)入裝在葉輪3上的動葉

8、柵2中，氣流速度受葉片作用改變大小及方向后排出。這樣氣流便對葉片產(chǎn)生一作用力，推動葉輪作功，完成了動能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。2、 流動模型與簡化假設(shè)：在推導(dǎo)能量轉(zhuǎn)換的各種表達(dá)式時(shí)不考慮工質(zhì)的粘性，而將粘性僅以能量損失計(jì)入。工質(zhì)在葉柵通道中的流動為定常穩(wěn)定流動。工質(zhì)的流動是平面二元流動。流動是等熵的或是絕熱的。定性分析時(shí)將工質(zhì)作為理想氣體看待，因而適合于理想氣體的公式皆可使用。3、 級的分類：純沖動級帶反動度的沖動級反動級復(fù)速級4、 損失簡述：葉高損失是噴嘴和動葉汽道上下端壁附面層內(nèi)的摩擦和二次流所造成的損失扇形損失葉輪摩擦損失簡稱摩擦損失部分進(jìn)汽損失是由鼓風(fēng)損失和斥汽損失兩部分組成的內(nèi)部漏氣損濕氣損

9、失5、 齒形軸封工作原理簡述：曲徑式軸封是由許多高低相錯(cuò)、依次排列且固定在汽封圈上的環(huán)形薄金屬汽封片組成，它維持著與曲徑式轉(zhuǎn)子表面之間的徑向間隙，形成許多環(huán)形間隙，每兩個(gè)齒隙之間形成一個(gè)環(huán)形氣室。當(dāng)蒸汽從高壓側(cè)流向低壓側(cè)時(shí)，必須依次通過這些齒隙和氣室。當(dāng)蒸汽通過環(huán)形齒隙時(shí)，由于流通面積縮小，蒸汽流速增大，壓力降低。此后蒸汽進(jìn)入環(huán)形汽室，流通面積突然變大，流速降低，汽流轉(zhuǎn)向，產(chǎn)生渦流，汽流速度在等壓下降到接近于零，蒸汽具有的動能重又變?yōu)闊崮芗訜嵴羝旧怼?、 對軸封系統(tǒng)的基本要求：應(yīng)按蒸汽品味的高低對軸封漏氣加以利用為防止軸承溫度過高應(yīng)向軸封供給低壓低溫蒸汽應(yīng)防止蒸汽由軸封向外泄露應(yīng)防止空氣由軸

10、封漏入處于真空狀態(tài)的汽缸內(nèi)。7、 軸向推力的平衡方法：設(shè)置平衡活塞采用具有平衡孔的葉輪采用氣缸對置及對稱分流裝置8、 汽輪機(jī)功率的調(diào)節(jié)方式：噴嘴調(diào)節(jié)節(jié)流調(diào)節(jié)滑壓調(diào)節(jié)9、 簡述汽輪機(jī)裝置及工作原理（簡答）：燃?xì)廨啓C(jī)是將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的高速回轉(zhuǎn)式動力機(jī)械。燃?xì)廨啓C(jī)裝置一般由壓氣機(jī)、燃燒室、透平三大部件及基本輔助設(shè)備和控制系統(tǒng)組成。大多數(shù)燃?xì)廨啓C(jī)采用等壓燃燒開式循環(huán)，以空氣和燃?xì)鉃楣べ|(zhì)。工作原理：壓氣機(jī)1從大氣中吸進(jìn)空氣，增壓后送入燃燒室4，燃料泵3將燃料經(jīng)噴嘴5噴入燃燒室內(nèi)與空氣混燃，燃燒生成的高溫高壓燃?xì)庠龠M(jìn)入渦輪8中膨脹作功，最后將廢氣放回大氣。10、 燃?xì)廨啓C(jī)與汽輪機(jī)的差異主要有：燃?xì)廨啓C(jī)

11、在相對來說比較高的初溫下工作燃?xì)廨啓C(jī)在較低的燃?xì)獬鯄合鹿ぷ魅細(xì)廨啓C(jī)的可用焓降為汽輪機(jī)的1/31/5燃?xì)廨啓C(jī)的相對內(nèi)效率每減少1%時(shí)，其裝置效率并不像汽輪機(jī)裝置那樣也減少1%，而是減少2%4%多級燃?xì)廨啓C(jī)的噴嘴、動葉柵及級的熱力過程計(jì)算和汽輪機(jī)相似，它們之間的主要差別在于工質(zhì)性質(zhì)上的差異及其參數(shù)的不同燃?xì)廨啓C(jī)的級內(nèi)損失和汽輪機(jī)相似，雖然在燃?xì)廨啓C(jī)中不存在濕氣損失，但卻增加了葉片及葉輪的冷卻損失燃?xì)廨啓C(jī)末級排氣軸向分速一般在150200m/s左右燃?xì)廨啓C(jī)的裝置的燃?xì)庵型ǔ：邢喈?dāng)多的氧氣11、 對電站用渦輪機(jī)來時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)能保證機(jī)組在額定近汽壓力和溫度下，穩(wěn)定地在滿負(fù)荷至

12、零負(fù)荷范圍內(nèi)運(yùn)行，而且當(dāng)進(jìn)氣壓力和溫度以及周波在允許的范圍內(nèi)變動時(shí)，仍能在額定負(fù)荷至零負(fù)荷內(nèi)運(yùn)行，并保證渦輪發(fā)電機(jī)組能順利的并網(wǎng)和解列為了保證穩(wěn)定運(yùn)行，由遲滯等原因引起的自發(fā)性負(fù)荷變動應(yīng)在允許范圍內(nèi)，以保證機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行當(dāng)負(fù)荷變動時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)能保證機(jī)組平穩(wěn)地從某一工況過渡到另一工況，而不發(fā)生較大的和長期的擺動當(dāng)機(jī)組突然甩去全負(fù)荷時(shí)，調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)能保證不使超速保安器動作12、 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)（填空）：轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)傳動放大機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)反饋機(jī)構(gòu)13、 相似理論在泵與風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用：在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)的應(yīng)用：進(jìn)行模擬試驗(yàn)比較設(shè)計(jì)方案，改進(jìn)設(shè)計(jì)缺陷進(jìn)行?；O(shè)計(jì)：根據(jù)實(shí)踐證明效率高、性能好的泵與風(fēng)機(jī)的

13、資料，利用相似關(guān)系進(jìn)行相似設(shè)計(jì)參數(shù)變化時(shí)的性能分析：可獲知泵與風(fēng)機(jī)在改變轉(zhuǎn)速、線性尺寸等時(shí)的性能參數(shù)變化比轉(zhuǎn)數(shù)概念14、 比轉(zhuǎn)數(shù)的定義：相似定律表示了相似泵或風(fēng)機(jī)在相似工況下性能參數(shù)間的關(guān)系，但用它們來判別泵或風(fēng)機(jī)是否相似卻并不方便。而在泵與風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)、選擇及研究中，往往需要一個(gè)包括流量、能頭及轉(zhuǎn)速在內(nèi)的綜合特征數(shù)，該特征數(shù)稱為比轉(zhuǎn)數(shù)，用符號ns表示。15、 泵的汽蝕發(fā)生的機(jī)理：液體在泵入口段的流動過程中，若某一局部區(qū)域的壓力等于或低于被輸送液體溫度所對應(yīng)的飽和壓力是，液體就會在該處發(fā)生汽化，于是有大量的蒸汽及溶解氣體逸出，形成許多蒸汽浴氣體混合的小氣泡。當(dāng)氣泡隨液體從低壓區(qū)流向高壓區(qū)時(shí)，氣泡

14、在高壓的作用下迅速凝結(jié)而破裂。在氣泡破裂的瞬間，周圍的液體以極高的速度沖向原先被氣泡占有的空間，形成一個(gè)很大的沖擊力。由于氣泡中的氣體和蒸汽來不及在瞬間溶解或凝結(jié)，因此在沖擊力的作用下又分成小氣泡，再次被高壓液體壓縮、凝結(jié)。如此形成多次反復(fù)，使得沖擊力形成的壓力很大，沖擊頻率很大。由于氣泡內(nèi)夾雜有氧氣，借助氣泡凝結(jié)時(shí)放出熱量，呈現(xiàn)高溫高壓狀態(tài)，它可使金屬表面氧化剝離，產(chǎn)生化學(xué)破壞，同時(shí)在高溫下金屬和氧化物之間形成熱電偶，電解水而析出有強(qiáng)烈氧化作用的初生氧參與氧化腐蝕作用，從而加速了金屬剝蝕的破壞速度。這種綜合現(xiàn)象稱為汽蝕。16、 四沖程內(nèi)燃機(jī)與二沖程內(nèi)燃機(jī)的比較如下：二沖程內(nèi)燃機(jī)能在每兩個(gè)行程

15、內(nèi)，即曲軸每旋轉(zhuǎn)一周完成一個(gè)工作循環(huán)，作一次功。因此二沖程內(nèi)燃機(jī)的功率為四沖程的1.51.8倍。由于二沖程內(nèi)燃機(jī)發(fā)生作功的頻率較大，因此運(yùn)轉(zhuǎn)要比四沖程的均勻、平穩(wěn)，這樣可以使用較小的飛輪。二沖程內(nèi)燃機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)較四沖程的結(jié)構(gòu)簡單二沖程內(nèi)燃機(jī)由于循環(huán)進(jìn)行的更為頻繁，氣缸周圍零件冷卻比較困難，因而熱負(fù)荷比較高實(shí)現(xiàn)二沖程的換氣良好比較困難，其耗氣量比較大二沖程汽油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和hc的排放不如四沖程汽油機(jī)。第四章1、汽油機(jī)與柴油機(jī)的比較：汽油機(jī)有點(diǎn)火系統(tǒng)，而柴油機(jī)沒有點(diǎn)火系統(tǒng)汽油機(jī)有計(jì)算機(jī)控制的各種傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)柴油機(jī)由于壓縮比高，因?yàn)闊嵝矢卟裼蜋C(jī)油過量的空氣進(jìn)入氣缸，一用于三處廢氣，二用于降低熱負(fù)

16、荷，三保證燃燒完全。汽油機(jī)燃油不可能完全燃燒，所以經(jīng)濟(jì)性差。柴油機(jī)單位功率的重量比汽油機(jī)重。柴油機(jī)振動和噪聲比汽油機(jī)大。柴油機(jī)造價(jià)比汽油機(jī)貴，維修比汽油機(jī)復(fù)雜。2、內(nèi)燃機(jī)的特性：所謂內(nèi)燃機(jī)特性，是指內(nèi)燃機(jī)實(shí)施某一用途運(yùn)行時(shí)，燃燒耗油率be、過量空氣系數(shù)、機(jī)械效率等的主要參數(shù)的變化規(guī)律，通常用曲線形式表示出來，即成為特性曲線。定義式：pe=c*n的m次方3、內(nèi)燃機(jī)速度特性（名詞解釋）：是指油量調(diào)節(jié)器機(jī)構(gòu)保持不變的情況下，主要性能指標(biāo)隨內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。4、火花塞的要求：火花塞應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度承受可燃混合氣體燃燒時(shí)的沖擊載荷而不破裂火花塞應(yīng)能承受交變的高溫和冷卻作用而不致因熱疲勞而損壞火花塞應(yīng)

17、具有在高溫下承受2000025000v的電壓的絕緣強(qiáng)度火花塞應(yīng)避免電極間因溫度降低而形成積炭，造成點(diǎn)火不良，或溫度過高引起早燃。火花塞應(yīng)具有良好的密封性能5、壓縮機(jī)的實(shí)際工作過程：實(shí)際的壓縮機(jī)氣缸內(nèi)有余隙容積吸排氣閥有阻力，造成壓力損失工質(zhì)與缸壁有熱交換壓縮機(jī)的漏氣損失壓縮機(jī)各運(yùn)動部件之間存在的摩擦損失6、（課后題）二沖程與四沖程的換氣過程有什么特點(diǎn)？第五章1、 制冷循環(huán)的方法：液體氣化制冷氣體膨脹制冷氣體渦流管制冷熱電制冷2、 單級蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)主要由四個(gè)部件組成。壓縮機(jī)將蒸發(fā)器出來的低溫低壓制冷劑蒸汽連續(xù)不斷地吸入，并將其壓縮升壓至冷凝壓力，然后送至冷凝器中。冷凝器將來自壓縮機(jī)的高溫高壓

18、制冷劑氣體冷卻并冷凝成同樣壓力下的飽和液體或過冷液體。節(jié)流元件從冷凝器出來的制冷劑液體經(jīng)節(jié)流元件后，壓力下降，當(dāng)其中部分液體發(fā)生汽化是溫度下降，達(dá)到降溫降壓和流量控制的作用。蒸發(fā)器經(jīng)過節(jié)流后的低溫低壓制冷劑二相流在蒸發(fā)器中吸收熱量而汽化，從而產(chǎn)生制冷效果，在出蒸發(fā)器時(shí)制冷劑已變成飽和蒸汽甚至過熱蒸汽。3、 蒸汽過熱：從過熱循環(huán)和理論循環(huán)的比較中看出：過熱循環(huán)中壓縮機(jī)的排氣溫度升高了過熱循環(huán)中壓縮機(jī)的單位理論功增大了過熱循環(huán)中單位冷凝熱量增加了過熱循環(huán)中制冷劑的質(zhì)量流量減少了4、 制冷劑主要分為三類：無機(jī)物、氟利昂、碳?xì)浠衔?、 共沸制冷劑特點(diǎn)：在一定的蒸發(fā)壓力下蒸發(fā)時(shí)，具有幾乎不變的蒸發(fā)溫度

19、，而且蒸發(fā)溫度一般比組成它的各單組分的蒸發(fā)溫度低在一定的蒸發(fā)溫度下，共沸制冷劑的單位容積制冷量比組成它的單一制冷劑的容積制冷量要大共沸制冷劑的化學(xué)穩(wěn)定性較組成它的單一制冷劑好在全封閉和半封閉壓縮機(jī)中，采用共沸制冷劑可使電動機(jī)得到更好的冷卻，電動機(jī)繞組溫升減小6、 選擇載冷劑是考慮的因素：載冷劑在工作溫度下應(yīng)處于液體狀態(tài)，其凝固溫度應(yīng)低于工作溫度，沸點(diǎn)應(yīng)高于工作溫度。比熱容要大密度小粘度小化學(xué)穩(wěn)定性好不腐蝕設(shè)備和管道載冷劑應(yīng)不燃燒、不爆炸、無毒，對人體無害價(jià)格低廉，便于獲得7、 含濕量（名詞解釋）：濕空氣是由干空氣和水蒸氣組成的。在濕空氣中與1kg干空氣同時(shí)并存的水蒸氣量稱為含濕量。8、 相對濕度（名詞解釋):另一種度量濕空氣中水蒸氣含量的剪接指標(biāo)是相對濕度。其定義為濕空氣的水蒸氣分壓力與同溫度下飽和濕空氣的水蒸氣分壓力之比。9、 室外空氣綜合溫度：實(shí)際上相當(dāng)于將室外大氣溫度提高了一個(gè)由太陽輻射引起的附加值，并非實(shí)際存在的空氣溫度。10、 （課后題）制冷系數(shù)和熱力完善度的定義是怎樣的？答：機(jī)械能