热工检测技术课程设计
课程设计报告
学生姓名:学号：2012307010936 学院:自动化工程学院
班级: 自动卓越121
题目: 热工参数检测仪表
刘口
指导教师：职称: 实验师
201年月日
目录
第一章题目背景及意义 (1)
第二章第二章设计题目介绍 (1)
2.1设计目的 (1)
2.2设计内容及要求 (1)
2.3设计工作任务及工作量的要求 (1)
2.4设计成果形式及要求 (2)
第三章压力表的检定 (2)
3.1压力表的概述 (2)
3.2压力表简介 (2)
3.2.1压力表原理 (2)
3.2.2压力表构造 (3)
3.2.3性能分类 (3)
3.3压力表检定方法 (3)
3.4计量器具 (4)
3.5示值误差、回城误差和敲定位移的检定 (4)
3.6实验操作步骤 (4)
3.7结果处理 (4)
3.8误差分析 (5)
3.9测量结果 (6)
第四章热电阻的检定 (7)
4.1热电阻概述 (7)
4.2热电阻工作原理 (7)
4.3热电阻允差 (7)
4.4热电阻的检定方法 (8)
4.5检定设计方法 (8)
4.6实验操作步骤 (8)
4.7结果处理 (8)
4.8误差分析 (9)
4.9检定结果 (9)
第五章流量计的检定 (16)
5.1流量计概述 (16)
5.2转子流量计工作原理 (16)
5.3流量计检定方法 (17)
5.4测量工作原理和主要技术参数 (17)
5.5实验操作步骤 (17)
5.6数据处理 (18)
5.7误差分析 (18)
第六章总结 (19)
参看文献 (19)
第一章题目背景及意义
电厂热工检测技术及仪表是电厂热工自动化的重要内容之一，所要完成的任务就是为运行操作人员及时、准确和方便的反应生产过程运行情况的各种物理量、化学量以及生产设备的工作状态并自动的进行检查和测量，以便监督生产过程的进行情况和趋势，电厂热工过程自动化是随着火力发电事业的发展而发展起来的。在火电厂锅炉和汽轮机都装有大量的检测仪表，其中包括传感器、变送器、显示仪表和记录仪表等。他们随时显示、记录、累积和变送机组运行各种参数，以便进行必要的操作和控制，保障机组安全经济的运行。
总之，检测仪表是保障生产过程安全经济运行及实现自动化的前提条件和必要条件，配备完善的自动监测系统能够为操作人员提供操作数据，为自动化装备提供准确及时的测量信号，为宏观技术管理提供参考依据，可以改善运行和检修人员的劳动条件，提高劳动效率和设备可靠性。
第二章设计题目介绍
2.1设计目的
通过本课程的学习，学生应达到如下基本目标：使学生了解热工系统中常用的压力、温度及流量等热工参数的特性及检测的方法，熟练掌握这些测量仪表的使用方法，能对常用测量仪表的精度进行校验。
2.2设计内容及要求
（1）根据《压力控制器检定规程JJG 544-2011》及《弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程JJG 52-1999》的要求对压力控制器和压力表进行检验，并给出检定报告。
（2）根据热电偶及热电阻检定规程，使用热工检定系统对热电偶或热电阻进行校验，并给出检定报告，报告格式见指导书。
（3）根据《冷水水表检定规程JJG162-2009》，利用流量试验台对流量表进行检定并给出相应的检定报告。
（4）熟练使用磁翻柱式、差压式液位计的使用方法。
2.3设计工作任务及工作量的要求
（1）课程设计报告（题目介绍、背景意义、要求及实验过程等）；
（2）完成温度、压力、流量及液位测量的实验操作。
（3）实验注意事项，分析仪表可能产生误差的原因。
2.4设计成果形式及要求
课程设计报告内容要求：
（1）目的及背景意义；
（2）设计内容及指标；
（3）给出设计方法及实验操作步骤；
（4）给出仪表检定报告；
（5）注意事项，并分析可能产生误差的原因；
（7）总结（设计过程中遇到的问题及解决办法、课程设计过程体会、对课程设计内容、方式、要求等各方面的建议等）。
第三章压力表的检定
3.1 压力表的概述
压力表（英文名称：pressure gauge）是指以弹性元件为敏感元件，测量并指示高于环境压力的仪表，应用极为普遍，它几乎遍及所有的工业流程和科研领域。在热力管网、油气传输、供水供气系统、车辆维修保养厂店等领域随处可见。尤其在工业过程控制与技术测量过程中，由于机械式压力表的弹性敏感元件具有很高的机械强度以及生产方便等特性，使得机械式压力表得到越来越广泛的应用。压力表广泛应用于气体输送，管道液体及密闭容器中测量无腐蚀性、无爆炸危险、无结晶体、不凝固体的各种液体，气体，蒸汽等介质的压力大小。具有结构简单、性价比高、指示直观、性能可靠等优点。
3.2 压力表简介
3.2.1压力表原理
压力表通过表内的敏感元件（波登管、膜盒、波纹管）的弹性形变，再由表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压力。
3.2.2压力表构造
溢流孔：
若发生波登管爆裂的紧急情况的时候，内部压力将通过溢流孔向外界释放，防止玻璃面板的爆裂。注：为了保持溢流孔的正常性能，请在表后面留出至少10mm的空间，不要改造或塞住溢流孔。
指针：
除标准指针外，其他指针也是可选的。（零调指针最大值指针或设定指针）请在选型表中列出。
玻璃面板：
除标准玻璃外，其他特殊材质玻璃，如强化玻璃，无反射玻璃也是可选的。
3.2.3性能分类
普通型（标准）、蒸汽用普通型（M）、耐热型（H）、耐振型（V）、蒸汽用耐振型（MV）耐热耐振型（HV）。用途区分参考JIS7505波登管压力表标准。
3.3压力表检定方法
一、外观检查
1、新制造的压力表应均匀光滑、无明显剥脱现象。
2、压力表零部件装配应牢固、无松动现象。
3、压力表分度盘上应有以下标志，制造单位或商标;产品名称;计量单位和数字计量器具制造许可证标志和编号，真空表应有“-”或“负”的标志，准确度等级，出厂编号。
4、压力表应有安全孔，安全孔上须有防尘装置。(不准被测介质溢出表外的压力表除外)
5、指针指示端应覆盖最短分度线长度的1/3~2/3，指针指示端的宽度应不大于分度线的宽度。
6、读数部分，压力表玻璃应无色透明，不应有妨碍读数的缺陷。分度盘应平整光洁、各标志清晰可辨。
7、零位，带有止销的压力表，在无压力时，指针应靠近止销，“缩格”应不超过表1规定的允许误差值，无止销的压力表，在无压力时，指针应于零位标志内，零位标志应不超过表1规定的允许误差绝对值2倍。
8、常用准确度等级为±1%FS，±1.6%FS，±2.5%FS，±4%FS。
3.4 计量器具
1、工作介质要求为，测量上限不大于0.25MPA的压力表,工作介质为清洁空
气或无毒、无害和化学性质稳定的气体。测量下限不大于(0.25~250)MPA的压力表,工作介质为无腐蚀性的液体。
2、环境条件为，温度在15~25℃之间，相对湿度不大于85%。环境压力为大气压，压力表应在上述环境至少静置2H方可检定。
3、标准器的允许误差绝对值应不大于被检压力表允许误差绝对值的1/4。
4、标准器具可用弹簧管式精密压力表和真空表、活塞式压力计、活塞式真空压力计
5、辅助设备有，压力校验计、真空校验计。
3.5示值误差、回程误差、和轻敲位移的检定
1、示值误差检定的方法，压力表的示值检定按标有数字的分度线进行，检定时逐渐平稳地升压(或降压)，当示值达到检测上限后，切断压力源，耐压3MIN，然后按原检定点平稳地降压(或升压)倒序回检。
2、回程误差，对同一点检定时，在升压(或降压)和降压(或升压)检定时，表1规定的允许误差绝对值。
3、轻敲位移，对每一点检定时，在升压(或降压)和降压(或升压)检定时，轻巧表壳后引起的示值变动量不大于表1规定的允许误差绝对值的1/2。
4、示值误差，对每一检定点，在升压(或降压)和降压(或升压)检定时，轻巧表壳前、后示值与标准器示值之差应符合表1要求。
3.6实验操作步骤
第一步：按照规定要求，将压力表安装到实验台上，并且保证不会漏气，影响实验结果。
第二步：通过旋转旋钮，将标准压力表的示数调整到0刻度。
第三步：旋转旋钮，使表的示数从0开始，逐渐上升至0.15,0.30,0.45,0.60，本次实验测定的范围为0~0.6mpa。每当表到所要求的刻度值时，记录仪表所示的刻度值，并敲打几下，再次记录数据。
第四步：使压力表从0.6降到0，分别记录数据，并敲打几下，再次记录数据。第五步：将自动化仪表校验系统软件打开，填入基本信息，并填入数据，生出报告和表格即可。
3.7结果处理
检定合格的压力表，发给“检定证书”，证书上给出合格的准确度等级。用于强制检定的压力表并附有封印标记；检定不合格的压力表，发给“检定不合格通知书”，并注有不合格项目和内容，检定周期：压力表的检定周期一般不超过半年。
3.8误差分析
压力表的准确程度对于我们测量结果影响很大，压力表指示是否正确，是否存在误差，除了系统误差外，还有一些其他因素的影响。
一压力表受震动的影响压力表在振动的环境下也会出现指示不准的情
况，剧烈的振动会直接引起压力表弹性元件的变形，影响压力表的灵敏度、准确
度及使用者对压力表指示值的读取。压力表防振动的措施主要是安装缓冲装置和
减震装置。
二压力表受环境温度的影响压力仪表对压力的测量主要依靠其内部的弹簧
管等弹性元件，在温度较高或较低的环境中，压力仪表的弹性元件会在温度的作
用下发生形变，特别是长期工作在高温介质中的压力表，弹性元件可能会发生永
久变形，也就会造成压力仪表的显示出现误差。压力表的使用中，必然要尽量减
少温度对压力仪表指示值的影响，最直接和有效的方法是避免压力仪表在异常温
度环境下工作，如果无法避免则应当对压力表做防高温或防寒处理，例如为压力
表安装冷凝装置或保温装置等。
三压力表受超负荷的影响压力表的超负荷运行并不是仅仅指压力表指示值达到刻度盘最大，实际上超过满刻度2/3的位置时，压力表的弹性元件已经是处于近极限状态。压力表在超负荷的状态下长期工作，其内部弹性元件如弹簧管、膜片会因长期处于近极限状态而弹性减弱甚至弹性丧失，最终发生永久形变。
四人员误差由于人员操作不当而产生的误差。
3.9测量结果
图1.1 记录的数据
图1.2 检定结果
第四章热电阻的检定
4.1 热电阻概述
热电阻（thermal resistor）是中低温区最常用的一种温度检测器。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。金属热电阻常用的感温材料种类较多，最常用的是铂丝。工业测量用金属热电阻材料除铂丝外，还有铜、镍、铁、铁—镍等。
4.2热电阻工作原理
热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。热电阻通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它二次仪表上。
4.3热电阻的允差
在适用的温度范围内，热电阻的阻值通过分度表查算出的温度t与真实温度的最大偏差不得超过表一给定的允差值。
表一热电阻的允差值和允差等级
4.4热电阻的检定方法
1外观检测
按要求检测热电阻和感温元件的保护套管外部，应无肉眼可见的损伤。同时按要求检测标识、检定标记等，确定热电阻是否符合管理性要求。
2 绝缘电阻的测量
a）常温绝缘电阻的测量。应把热电阻各接线端短路，并接到一个直流100v的兆欧表的一个接线端，兆欧表的另一个接线端应于热电阻的保护管相接，测量感温元件和保护管之间的绝缘电阻，有两个感温元件的热电阻，还应将俩热电阻的各接线端短路，并接到一个直流100v的兆欧表的俩个接线端，测量感温元件和保护管之间的绝缘电阻。
b）高温绝缘电阻的测量。测量方法与上述相同。所用直流电压不超过10v，热电阻应在最高工作温度保持2h后进行绝缘电阻的测量。
3稳定性试验（必要时）
先在冰点槽中测量热电阻0℃的电阻值R0，然后在热电阻的最高工作温度保持672h，此后在测量热电阻0℃的电阻值，热电阻R0的变化应不超过0℃允差的要求。
4.5检定设计方法
本实验采用热电偶热电阻自动检定装置，利用硬件和软件相结合的方式，与热电阻检定系统共同完成了热电阻的检定，通过将被测热电阻与标准热电阻进行比较，即可得出结论，判断热电阻是否合格。
4.6实验操作步骤
第一步：将三支热电阻全部放进检定装置中，按照三线制接法，将热电阻接好，同时将线路红——红、绿——红、黑——蓝的方式接好；
第二步：将测量仪器全部接通，并打开热电阻认定系统，设定温度为45,65,80，并设定好其他参数，进入自检系统。
第三步：等待热电阻上升至检定温度点后，并截图，即可得出检定报告。
4.7结果处理
按本规定要求鉴定合格的热电阻，出具该等级的合格证书，检定不合格的出具检定结果通知书，并注明不合格项目。
4.8误差分析
(1)传热误差。它是由于测温时未与被测对象充分接触.未达到热平衡等而造成的误差，使用时应该按照相关说明多加注意。
(2)分度误差。标准化的热电阻分度表是由统计分析产生的，然而具体所采用的热电阻会因为材料、制造工艺而有所不同，这就形成了分度误差，如凡与标称电阻值不符而引进的误差。
(3)自热误差。这是由于侧量过程中电流流经热电阻时产生沮升而引起的附加误差。它与电流大小及传热介质有关。我国工业上用的热电阻限制电流不超过6mA，这样可以把温度误差限制在0.1℃以内。
(4)测量线路和显示仪表的误差。它是由显示仪表本身的准确度等级和线路电阻决定的。三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的。
4.9检定结果
图1 45度前曲线
图2 45度时曲线
图3 45度时强制采样
图4 65度前曲线
图5 65度曲线
图6 65度强制采样
图7 80度前曲线
图8 80度曲线
图9 80度强制采样
表1工作用热电阻检定记录
工作用热电阻检定记录
环境温度(℃)：
18.00
记录编号：
检定规程：JJG229-98
电测设备名称 多功能数字万用表 型号 KEI2000 编号 001 标准温度计 二等标准铂电阻温度
计
标准R tp (Ω) 25.2130 W 100 1.39274
热电阻型号 WZPB-2
Pt100 Pt100 Pt100 热电阻编号 E042401
E122602
E122603
送检单位
陕西创威科技有限公司 陕西创威科技有限公司 陕西创威科技有限公司
证书编号
热偶09字101 热偶14字102 热偶14字103
检定点(℃)
读数
1
标准(Ω)
被检热电阻（Ω）
29.6941 118.1709 118.1121 118.1794 45
2 29.6951 118.1758 118.1141 118.1835
3 29.696
4 118.1769 118.1174 118.1846 4 29.6974 118.1806 118.1193 118.189
5 5 29.6969 118.1809 118.1223 118.1908
6 29.6998 118.1869 118.1253 118.1911 平均值
29.6966 118.1787 118.1184 118.1865 电测修正值（Ω） 0.0000 0.0000
0.0000
0.0000
电测修正后值（Ω） 29.6966 118.1787 118.1184 118.1865
被检阻误差值（℃） 1.93 1.78 1.95 与标称电阻值之差（Ω） 0.7459 0.6856 0.7537 检点被检电阻值Rn （Ω） 116.2859
116.2256
116.2937
允许误差(℃) A 级/B 级
±0.24/0.53 ±0.24/0.53 ±0.24/0.53
检定点(℃)
读数
1 31.6594 125.8415 125.7801 0.0264
65
2 31.6606 125.8462 125.7867 0.0257
3 31.6576 125.8476 125.7810 0.0232
4 31.6612 125.8460 125.783
5 0.0231 5 31.6610 125.8518 125.7855 0.0267
6 31.6650 125.8542 125.7919
0.0267
平均值
31.6608 125.8479 125.7848 0.0253 电测修正值（Ω） 0.0000 0.0000
0.0000
0.0000 电测修正后值（Ω） 31.6608 125.8479 125.7848
0.0253 被检阻误差值（℃） 2.03 1.87 -325.80 与标称电阻值之差（Ω） 0.7791 0.716 -125.0435 检点被检电阻值Rn （Ω） 124.0191
123.956
-1.8035
允许误差(℃) A 级/B 级
±0.28/0.63 ±0.28/0.63 ±0.28/0.63
检定点(℃)
读数
1 33.1341 131.5891 131.5305 0.0146
80
2 33.1365 131.5978 131.5378 0.013
3 3 33.136
4 131.5940 131.5352 0.0144 4 33.1380 131.5988 131.5439 0.0141
5 33.1369 131.603
6 131.5415 0.0149 6 33.1384 131.6076 131.5425 0.0131 平均值
33.1367 131.5985 131.5386 0.0141 电测修正值（Ω） 0.0000 0.0000
0.0000
0.0000 电测修正后值（Ω） 33.1367 131.5985 131.5386
0.0141 被检阻误差值（℃） 2.06 1.90 -342.95 与标称电阻值之差（Ω） 0.7844 0.7245 -130.8 检点被检电阻值Rn （Ω） 131.6844 131.6245 0.1 允许误差(℃) A 级/B 级
±0.31/0.70 ±0.31/0.70 ±0.31/0.70
绝缘电阻(M Ω)
120
120
120
结论
不合格
不合格
不合格
审核:
检定: 日期: 12/28/2014
记录文件名： C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\4444444.cwr
第五章流量计的检定
5.1流量计的概述
流量计英文名称是flowmeter，全国科学技术名词审定委员会把它定义为：指示被测流量和（或）在选定的时间间隔内流体总量的仪表。简单来说就是用于测量管道或明渠中流体流量的一种仪表，工程上常用单位m3/h，它可分为瞬时流量（Flow Rate）和累计流量（Total Flow），瞬时流量即单位时间内过封闭管道或明渠有效截面的量，流过的物质可以是气体、液体、固体；累计流量即为在某一段时间间隔内（一天、一周、一月、一年）流体流过封闭管道或明渠有效截面的累计量。通过瞬时流量对时间积分亦可求得累计流量，所以瞬时流量计和累计流量计之间也是可以相互转化的。
5.2转子流量计的工作原理
转子流量计由两个部件组成，转子流量计一件是从下向上逐渐扩大的锥形管；转子流量计另一件是置于锥形管中且可以沿管的中心线上下自由移动的转子。转子流量计当测量流体的流量时，被测流体从锥形管下端流入，流体的流动冲击着转子，并对它产生一个作用力（这个力的大小随流量大小而变化）；当流量足够大时，所产生的作用力将转子托起，并使之升高。同时，被测流体流经转子与锥形管壁间的环形断面，这时作用在转子上的力有三个:流体对转子的动压力、转子在流体中的浮力和转子自身的重力。流量计垂直安装时，转子重心与锥管管轴会相重合，作用在转子上的三个力都沿平行于管轴的方向。当这三个力达到平衡时，转子就平稳地浮在锥管内某一位置上。对于给定的转子流量计，转子大小和形状己经确定，因此它在流体中的浮力和自身重力都是已知是常量，唯有流体对浮子的动压力是随来流流速的大小而变化的。因此当来流流速变大或变小时，转子将作向上或向下的移动，相应位置的流动截面积也发生变化，直到流速变成平衡时对应的速度，转子就在新的位置上稳定。对于一台给定的转子流量计，转子在锥管中的位置与流体流经锥管的流量的大小成一一对应关系。
为了使转子在在锥形管的中心线上下移动时不碰到管壁，通常采用两种方法：一种是在转子中心装有一根导向芯棒，以保持转子在锥形管的中心线作上下运动，另一种是在转子圆盘边缘开有一道道斜槽，当流体自下而上流过转子时，一面绕过转子，同时又穿过斜槽产生一反推力，使转子绕中心线不停地旋转，就可保持转子在工作时不致碰到管壁。转子流量计的转子材料可用不锈钢、铝、青铜等制成。
5.3流量计的检定方法
1外观检查
新制水表应符合国家标准的技术要求和本规程24——30条的规定：修理后的水表应涂有保护层。
2密封性试验
新制水表必须进行水压强度试验，试验方法是：把水表装在水压实验台上，先通水排除实验设备和水表内的空气，然后用水的静压力，使水表承受1.6倍水表公称压力，持续时间不应小于1min，应无渗漏现象，修理和和使用中的水表检定时应作密封性试验，在使用现场最大压力下进行，，1min内无渗漏现象。
5.4测量工作原理和主要技术参数
1 本装置采用静态容积法检验水表，在封闭的管路中，水经过水表，水表前，后的与水表同口径轴线和有一定长度的直管段，在流经流量调节阀，瞬时流量指示计流入标准工作量器。在水位达到计量颈一定高度后，在对比水表在试验前后计数差值和标准量器中水位静止标尺读数，即可按下列公式计算出水表在该流量点的示值误差
示值误差=（实验前后水表计的读数-标准量器读数）/标准量器读数*100% 2主要技术参数
工作压力：
水源压力：0.3Mpa——0.4Mpa 气源压力：0.4Mpa——0.8Mpa
夹紧力：
F=0.25kπ（D^2-d^2）P
K=压损系数取0.8 D=压力缸直径 d=活塞直径 p=压力源压力
5.5实验操作步骤
（）首次使用时，需要用水将所有管壁打湿，以减少损失，在开始之前，需关闭所有阀门，之后再打开水泵。
（2）当稳压罐上压力表到达设备所工作压力时开启部分水泵旁通，可减小压力和流量饱和下水泵的超负荷转。
（3）选用和被测水表同口径的两端接头和中间连接管段插入工作台两端和中心滑道，将被测水表夹紧后，关闭流量调节阀和泄压阀，完全打开进水阀，使水表承受最大压力，水表进出端应无渗漏。
（4）从大到小逐一缓慢开启流量调节阀大量通水，排除水表和管道中空气，然后使水表指针对准“0”或任一分度线，并记录水表读数，将标准量器的水放
热工基础习题参考答案(部分)
1.3 题略 解： m 2.127481 .92.110)7893(3 =??-=??=??=?g p h h g p ρρ 1.5 题略 m 1.05.0 2.030sin m 2.0200kg/m 800/8.033=?======l h mm l cm g ρ已知： 烟气的真空度为： Pa 8.78430sin 2.081.9800=??=??=h g p v ρ ∵ 1 mmH 2O = 9.80665 Pa ∴ 1 Pa = 0.10197 mmH 2O O mmH 027.808.7842==Pa p v 烟气的绝对压力为： kPa 540.98Pa 388.985408.7843224.133745==-?=-= v b p p p 1.10 题略 解：锅内表压力 g 40.77kg 04077.081 .91041010063==???=?= ?= -g A p m A g m p g g 2.2填空缺数据（兰色）： 2.9 题略 已知：D 1 = 0.4 m ，p 1 =150 kPa ，且气球内压力正比于气球直径，即p = kD ，太阳辐射加热后D 2 = 0.45 m 求：过程中气体对外作功量 解：由D 1=0.4 m ，p 1=150 kPa ，可求得：k =375 kPa/m
kJ 27.2) (8 2 2 )6 (41423 332 1 =-= == ?==? D D k dD kD W dD kD D d kD pdV dW D D π π π π 答：过程中气体对外作功量为2.27 kJ 2.12 题略 解：（1）确定空气的初始状态参数 K 300)27273(m 10101010100kPa 1.29310100108.91951021332414 3 111=+==???===???+=+=+=-----T AH V A g m p p p p b g b （2）确定拿去重物后，空气的终了状态参数 由于活塞无摩擦，又能与外界充分换热，因此终了平衡状态时缸内空气的压力和温度与外界的压力和温度相等。则 33-3211 2124 3222m 101.50231 .1951 .29310K 300kPa 1.19510100108.9)100195(102?=?=====???-+=+=+=---p p V V T T A g m p p p p b g b 活塞上升距离 cm 023.5m 05023.01010010)15023.1()(4 3 12==??-=-=?--A V V H 对外做功量 J 999.9710)15023.1(101.195332=?-??=?=-V p W 由闭口系能量方程，Q =△U+W ，因T 2 = T 1，故△U = 0。所以求得气体与外界的换热量为 Q =W=97.999 J 讨论：（1）本题活塞上升过程为不可逆过程，其功不能用pdV W ?=2 1计算， 本题是一种特殊情况，即已知外界压力，故可用外界参数计算功（多数情况下外
热工控制系统课程设计样本
热工控制系统课程设计 题目燃烧控制系统 专业班级: 能动1307 姓名: 毕腾 学号: 02400402 指导教师: 李建强 时间: .12.30— .01.12
目录 第一部分多容对象动态特性的求取 (1) 1.1、导前区 (1) 1.2、惰性区 (2) 第二部分单回路系统参数整定 (3) 2.1、广义频率特性法参数整定 (3) 2.2、广义频率特性法参数整定 (5) 2.3分析不同主调节器参数对调节过程的影响 (6) 第三部分串级控制系统参数整定....................... (10) 3.1 、蒸汽压力控制和燃料空气比值控制系统 (10) 3.2 、炉膛负压控制系统 (10) 3.3、系统分析 (12) 3.4有扰动仿真 (21) 第四部分四川万盛电厂燃烧控制系统SAMA图分析 (24) 4.1、送风控制系统SAMA图简化 (24) 4.2、燃料控制系统SAMA图简化 (25) 4.3、引风控制系统SAMA图简化 (27) 第五部分设计总结 (28)
第一部分 多容对象动态特性的求取 某主汽温对象不同负荷下导前区和惰性区对象动态如下: 导前区: 136324815.02++-S S 惰性区: 1 110507812459017193431265436538806720276 .123456++++++S S S S S S 对于上述特定负荷下主汽温导前区和惰性区对象传递函数, 能够用两点法求上述主汽温对象的传递函数, 传递函数形式为 w(s)= n TS K )1(+,再利用 Matlab 求取阶跃响应曲线, 然后利用两点法确 定对象传递函数。 1.1 导前区 利用MATLAB 搭建对象传递函数模型如图所示:
计算机控制课程设计电阻炉温度控制系统
计算机控制课程设计 报告 设计题目：电阻炉温度控制系统设计 年级专业：09级测控技术与仪器 化工、机械、食品等领域。温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量。因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本设计就是利用单片机来控制高温加热炉的温度，传统的以普通双向晶闸管（SCR）控制的高温电加热炉采用移相触发电路改变晶闸管导通角的大小来调节输出功率，达到自动控制电加热炉温度的目的。这种移相方式输出一种非正弦波，实践表明这种控制方式产
生相当大的中频干扰，并通过电网传输，给电力系统造成“公害”。采用固态继电器控温电路，通过单片机控制固态继电器，其波形为完整的正弦波，是一种稳定、可靠、较先进的控制方法。为了降低成本和保证较高的控温精度，采用普通的ADC0809芯片和具有零点迁移、冷端补偿功能的温度变送器桥路，使实际测温范围缩小。 1.1电阻炉组成及其加热方式 电阻炉是工业炉的一种，是利用电流通过电热体元件将电能转化为热能来加热或者熔化元件或物料的热加工设备。电阻炉由炉体、电气控制系统和辅助系统组成，炉体由炉壳、加热器、炉衬（包括隔热屏）等部件组成。由于炉子的种类不同，因而所使用的燃料和加
热方法也不同;由于工艺不同，所要求的温度高低不同，因而所采用的测温元件和测温方法也不同;产品工艺不同，对控温精度要求不同，因而控制系统的组成也不相同。电气控制系统包括主机与外围电路、仪表显示等。辅助系统通常指传动系统、真空系统、冷却系统等，因炉种的不同而各异。电阻炉的类型根据其热量产生的方式不同，可分为间接加热式和直接加热式两大类。间接加热式电阻炉，就是在炉子内部有专用的电阻材料制作的加热元件， （4）电阻炉温度按预定的规律变化，超调量应尽可能小，且具有良好的稳定性; （5）具有温度、曲线自动显示和打印功能，显示精度为±1℃; （6）具有报警、参数设定、温度曲线修改设置等功能。
【精品】热工基础考试题库1
试卷一 一、选择(本大题16分，每小题2分) 1.某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态，表达式（）正确。 (a)ds＞dq/T(b)ds＜dq/T（c）ds=dq/T 2。处于平衡状态的简单可压缩热力系统，其状态参数间的关系正确的是().(ρ为密度)。 （a）F=F（ρ，v,T)(b）F=F(ρ,v，P)（c)F=F(ρ,P,T) ３．用压力表测量容器内氧气的压力，压力表读数为25bar。已知当地大气压力为1bar，则氧气的真实压力为（）bar. (a）26（b）25（c）24 ４．在p－v图上，经过同一状态点的理想气体等温过程线斜率的绝对值比绝热过程线斜率的绝对值（） (a)大（b）小（c)相等（d）可能大，也可能小 ５．理想气体1kg经历一不可逆过程,对外做功20kJ放热20kJ,则气体温度变化为（)。 (a）提高(b）下降（c）不变 ６．同一理想气体从同一初态分别经定温压缩、绝热压缩和多变压缩（1 ７．理想气体等温过程的技术功为（） (a）h1-h2（b）0（c）（d）v(p1=p2） ８．理想气体绝热流经节流阀，节流后稳定截面处的焓值（）（a)升高（b)降低（c)不变（d）无法确定 二、判断正误(划“√”或“×”号）（本大题16分，每小题2分） 1。系统从外界吸收热量，温度一定升高（）。 2.在热力循环中，如果工质不向冷源放热，则该循环的热效率可以达到100%（). 3。沸腾状态的水总是烫手的。(） 4.蒸汽抽汽回热循环每级抽汽量越大，循环热效率越大。（) 5。绝热过程一定是定熵过程.() 6.供热系数一定大于1，制冷系数也一定大于1。（） 7.实际气体的压缩因子总不等于1。（） 8.任意可逆循环的热效率都是。（) 三、填空（本大题16分,每小题2分） １、稳定流动能量方程式应用于换热器时的简化形式 2、2kg空气从300K定压加热到700K时的吸热量为kJ（空气比定压热容=1.004kJ/（kg·K）） ３、当湿蒸汽的干度x＝0时，工质全部为。 ４、一不可逆热机在高温热源Th和低温热源Tl之间工作。高温热源熵变–1。5kJ/K;低温热源熵变2.5kJ/K,热机在绝热压缩过程中熵变0。2kJ/K；绝热膨胀过程中熵变0.7kJ/K；取高温热源、低温热源和热机为系统，则完成循环后此系统的熵变S系=＿＿＿kJ/K。 ５、已知氧气在250K时=0。913kJ/（kg·K),=0.653kJ/（kg·K）.则该气体的气体常数R 数控加工工艺课程设计说明书(DOC 22页) 《数控加工工艺》课程设计说明书 班级： 学号： 姓名】 指导老师：】 1.设计任务 本次课程设计是通过分析零件图，合理选择零件的数控加工工艺过程，对零件进行数控加工工艺路线进行设计，从而完成零件的数控加工程序的编写。使零件能在数控机床上顺利加工，并且符合零件的设计要求。 2.设计目的。 《数控加工工艺课程设计》是一个重要的实践性教学环节，要求学生运用所学的理论知识，独立进行的设计训练，主要目的有： 1 通过本设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控加工工艺和数控编程的基本内容和基本知识，学习总体方案的拟定、分析与比较的方法。 2 通过对夹具的设计，掌握数控夹具的设计原则以及如何保证零件的工艺尺寸。 3 通过工艺分析，掌握零件的毛坯选择方式以及相关的基准的确定，确定加工顺序。 4 通过对零件图纸的分析，掌握如何根据零件的加工区域选择机床以及加工刀具，并根据刀具和工件的材料确定加工参数。 5 锻炼学生实际数控加工工艺的设计方法，运用手册、标准等技术资料以及撰写论文的能力。同时培养学生的创新意识、工程意识和动手能力。 3.设计要求： 1、要求所设计的工艺能够达到图纸所设计的精度要求。 2、要求所设计的夹具能够安全、可靠、精度等级合格，所加工面充分暴露出来。 3、所编制的加工程序需进行仿真实验，以验证其正确 4.设计内容 4.1分析零件图纸 零件图如下： 1.该零件为滑台工作台，是一个方块形的零件。图中加工轮廓数据充分，尺寸 清晰，无尺寸封闭等缺陷。 2.其中有多个孔有明确的尺寸公差要求和位置公差要求，而无特殊的表面粗糙 度要求，如70+0.1、102+0.1、80+0.1、100+0.1、13.5+0.05、26+0.05. 热工基础题库 一、选择题 基本概念 1.与外界只发生能量交换而无物质交换的热力系统称为。B A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 2.与外界既无能量交换又无物质交换的热力系统称为。D A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 3.开口系统与外界可以有。D A、质量交换 B、热量交换 C、功量交换 D、A+B+C 4.与外界有质量交换的热力学系统是：A A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 5.下列与外界肯定没有质量交换但可能有热量交换。B A、绝热系统 B、闭口系统 C、开口系统 D、孤立系统 6.实现热功转换的媒介物质称为。C A、系统 B、气体 C、工质 D、蒸气 7.工质应具有良好的和。A A、流动性/膨胀性 B、耐高温性/导热性 C、耐高压性/纯净 D、耐腐蚀性/不易变形 8.若闭系处于热力学平衡状态，则内部工质的处处一致。A A、压力和温度 B、压力和比容 C、比容和温度 D、压力、温度和比容 9.稳定状态是平衡状态，而平衡状态是稳定状态。B A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 10.均匀状态是平衡状态，而平衡状态是均匀状态。C A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 11.下列组参数都不是状态参数。C A、压力；温度；比容 B、内能；焓；熵 C、质量；流量；热量 D、膨胀功；技 术功；推动功 12.下列组参数都是状态参数。A A、焓；熵；比容 B、膨胀功；内能；压力 C、热量；比热；温度 D、技术功；动能；位能 13.下列答案是正确的。B A、10℃=43.8℉=285.15K B、10℃=50℉=283.15K C、10℃=40.2℉=285.15K D、10℃=42℉=283.15K 14.摄氏温度变化1℃与热力学绝对温度变化1K相比，有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 15.摄氏温度变化1℃与华氏温度变化1℉相比，有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 16.若大气压力为100KPa，真空度为60KPa，则绝对压力为。D A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40KPa 17.若大气压力为100KPa，表压力为60KPa，则绝对压力为。A A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40Kpa 18.在工程热力学计算中使用的压力是。A A、绝对压力 B、表压力 C、真空压力 D、大气压力 19.若大气压力为0.1Mpa，容器内的压力比大气压力低0.004Mpa，则容器的B。 A、表压力为0.096Mpa B、绝对压力为0.096Mpa C、真空度为0.104Mpa D、表压力为0.104Mpa 华扶#力*孑 课程设计报告 （20 13 一2014年度第二学期） 名称：核反应堆热工分析课程设计 题目：利用单通道模型进行反应堆稳态热工设计 院系：核科学与工程学院______________________ 班级：实践核1101班______________________ 学号：06 _________________________ 学生姓名：M _____________________ 指导教师：王胜飞__________________ 设计周数：Ul _______________________ 成绩：_____________________ 日期：2014 年6月19日 一、课程设计的目的与要求 反应堆热工设计的任务就是要设计一个既安全可靠又经济的堆芯输热系统。对于反应堆热工设讣，尤其是对动力堆，最基本的要求是安全。要求在整个寿期内能够长期稳泄运行，并能适应启动、功率调和停堆等功率变化，要保证在一般事故工况下堆芯不会遭到破坏，甚至在最严重的工况下，也要保证堆芯的放射性物质不扩散到周围环境中去。 在进行反应堆热工设计之前，首先要了解并确左的前提为： （1）根据所设计堆的用途和特殊要求（如尺寸、重量等的限制）选左堆型，确怎所用的核燃料、冷却剂、慢化剂和结构材料等的种类； （2）反应堆的热功率、堆芯功率分布不均匀系数和水铀比允许的变化范用： （3）燃料元件的形状、它在堆芯内的分布方式以及栅距允许变化的范H： <4）二回路对一回路冷却剂热工参数的要求： （5）冷却剂流过堆芯的流程以及堆芯进口处冷却剂流量的分配情况。 在设计反应堆冷却系统时，为了保证反应堆运行安全可靠，针对不同的堆型，预先规立了热工设计必须遵守的要求，这些要求通常就称为堆的热工设计准则。目前压水动力堆设计中所规左的稳态热工设计准则，一般有以下几点：< 1）燃料元件芯块内最高应低于英他相应燃耗下的熔化温度； （2）燃料元件外表而不允许发生沸腾临界： （3）必须保证正常运行工况下燃料元件和堆内构件得到充分冷却；在事故工况下能提供足够的冷却剂以排除堆芯余热： <4）在稳态额泄工况和可预计的瞬态运行工况中，不发生流动不稳左性。 在热工设计中，通常是通过平均通道（平均管）可以估算堆芯的总功率，而热通道（热管）则是堆芯中轴向功率最高的通道，通过它确定堆芯功率的上限，热点是堆芯中温度最高的点，代表堆芯热量密度最大的点，通过这个点来确?DNBR?J 热工课程设计主要是为了培养学生综合运用反应堆热工分析课程和英它先修课程的理论和实际知识，树立正确的设计思想，培养分析和解决实际问题的能力。通过本课程设计，达到以下目的： 1、深入理解压水堆热工设讣准则： 2、深入理解单通道模型的基本概念、基本原理。包括了平均通道（平均管）、热通道（热管）、热点等在反应堆设计中的应用； 3、掌握堆芯焰场的计算并求岀体现在反应堆安全性的主要参数：烧毁比DNBR,最小烧毁比MDNBR, 燃料元件中心温度及其最高温度，包壳表面温度及英最髙温度等； 4、求出体现反应堆先进性的主要参数：堆芯流量功率比，堆芯功率密度，燃料元件平均热流密度（热通量），最大热流密度，冷却剂平均流速，冷却剂出口温度等： 5、掌握压降的计算： 6、掌握单相及沸腾时的传热计算。 7、理解单通道模型的编程方法。 课程设计要求： 1.设计时间为一周； 工业锅炉热工控制系统-过程控制课程设计报告书 目录 一、概述 -----------------------------------------------------------------------2 1．1工业锅炉概述 ----------------------------------------------------------------2 1．2国内工业锅炉发展状况 --------------------------------------------------------2 1．3国外工业锅炉发展状况 --------------------------------------------------------2 1．4工业锅炉的调节任务 ----------------------------------------------------------2 二、工业锅炉控制系统的基本任务和要求--------------------------------------------3 2．1给水控制系统 ----------------------------------------------------------------3 2．2过热蒸汽温度的调节系统 ------------------------------------------------------3 2．3燃烧调节系统 ----------------------------------------------------------------3 2．4锅炉的主要设计参数----------------------------------------------------------4 三、工业锅炉自动控制系统方案的设计----------------------------------------------4 3．1给水控制系统----------------------------------------------------------------4 3．1．1 锅炉汽包给水控制对象的特点 3．1．2锅炉汽包给水控制对象的动态特性 3．1．3测量给水控制系统仪表的选择 3．1．4给水控制系统的设计 3．1．5给水控制系统的工作原理及SAMA图 3．2过热蒸汽温度的调节系统-----------------------------------------------------10 3．2．1过热蒸汽温度的调节系统对象的动态特性 一、设计要求 在设计反应堆冷却系统时，为了保证反应堆运行安全可靠，针对不同的堆型，预先规定了热工设计必须遵守的要求，这些要求通常就称为堆的热工设计准则。目前压水动力堆设计中所规定的稳态热工设计准则，一般有以下几点： 1.燃料元件芯块内最高应低于其他相应燃耗下的熔化温度； 2.燃料元件外表面不允许发生沸腾临界； 3.必须保证正常运行工况下燃料元件和堆内构件得到充分冷却；在事故工况下 能提供足够的冷却剂以排除堆芯余热； 4.在稳态额定工况和可预计的瞬态运行工况中，不发生流动不稳定性。 5.在热工设计中，通常是通过平均通道（平均管）可以估算堆芯的总功率，而 热通道（热管）则是堆芯中轴向功率最高的通道，通过它确定堆芯功率的上限，热点是堆芯中温度最高的点，代表堆芯热量密度最大的点，通过这个点来确定DNBR。 二、设计任务 某压水反应堆的冷却剂和慢化剂都是水，用二氧化铀作燃料，Zr-4作燃料包壳材料。燃料组件无盒壁，燃料元件为棒状，正方形排列，已知下列参数：系统压力P15.8M P a 堆芯输出热功率N t1820M W 冷却剂总流量W32500t/h 反应堆进口温度t f i n287℃堆芯高度L 3.60m 燃料组件数m121 燃料组件形式n0×n017×17 每个组件燃料棒数n265 燃料包壳外径d c s9.5m m 燃料包壳内径d c i8.6m m 燃料包壳厚度δc0.57m m 燃料芯块直径d u8.19m m 燃料棒间距（栅距）s12.6m m 两个组件间的水隙δ0.8m m UO2芯块密度ρUO2 95%理论密度旁流系数ζ5% 燃料元件发热占总发热份额F a97.4% 径向核热管因子 1.33 轴向核热管因子 1.520 热流量核热点因子= 2.022 热流量工程热点因子 1.03 焓升工程热点因子(未计入交混因子) 1.142 交混因子0.95 焓升核热管因子= 1.085 课程设计报告 ( 20 13 -- 2014 年度第二学期) 名称：核反应堆热工分析课程设计 题目：利用单通道模型进行反应堆稳态热工设计院系：核科学与工程学院 班级：实践核1101班 学号：1111440306 学生：佳 指导教师：王胜飞 设计周数：1周 成绩： 日期：2014 年 6 月19 日 一、课程设计的目的与要求 反应堆热工设计的任务就是要设计一个既安全可靠又经济的堆芯输热系统。对于反应堆热工设计，尤其是对动力堆，最基本的要安全。要求在整个寿期能够长期稳定运行，并能适应启动、功率调节和停堆等功率变化，要保证在一般事故工况下堆芯不会遭到破坏，甚至在最严重的工况下，也要保证堆芯的放射性物质不扩散到周围环境中去。 在进行反应堆热工设计之前，首先要了解并确定的前提为： （1）根据所设计堆的用途和特殊要求（如尺寸、重量等的限制）选定堆型，确定所用的核燃料、冷却剂、慢化剂和结构材料等的种类； （2）反应堆的热功率、堆芯功率分布不均匀系数和水铀比允许的变化围； （3）燃料元件的形状、它在堆芯的分布方式以及栅距允许变化的围； （4）二回路对一回路冷却剂热工参数的要求； （5）冷却剂流过堆芯的流程以及堆芯进口处冷却剂流量的分配情况。 在设计反应堆冷却系统时，为了保证反应堆运行安全可靠，针对不同的堆型，预先规定了热工设计必须遵守的要求，这些要求通常就称为堆的热工设计准则。目前压水动力堆设计中所规定的稳态热工设计准则，一般有以下几点： （1）燃料元件芯块最高应低于其他相应燃耗下的熔化温度； （2）燃料元件外表面不允许发生沸腾临界； （3）必须保证正常运行工况下燃料元件和堆构件得到充分冷却；在事故工况下能提供足够的冷却剂以排除堆芯余热； （4）在稳态额定工况和可预计的瞬态运行工况中，不发生流动不稳定性。 在热工设计中，通常是通过平均通道（平均管）可以估算堆芯的总功率，而热通道（热管）则是堆芯中轴向功率最高的通道，通过它确定堆芯功率的上限，热点是堆芯中温度最高的点，代表堆芯热量密度最大的点，通过这个点来确定DNBR。 热工课程设计主要是为了培养学生综合运用反应堆热工分析课程和其它先修课程的理论和实际知识，树立正确的设计思想，培养分析和解决实际问题的能力。通过本课程设计，达到以下目的： 1、深入理解压水堆热工设计准则； 2、深入理解单通道模型的基本概念、基本原理。包括了平均通道（平均管）、热通道（热管）、热点等在反应堆设计中的应用； 3、掌握堆芯焓场的计算并求出体现在反应堆安全性的主要参数：烧毁比DNBR，最小烧毁比MDNBR，燃料元件中心温度及其最高温度，包壳表面温度及其最高温度等； 4、求出体现反应堆先进性的主要参数：堆芯流量功率比，堆芯功率密度，燃料元件平均热流密度（热通量），最大热流密度，冷却剂平均流速，冷却剂出口温度等； 5、掌握压降的计算； 热工控制系统课程设计 ----某直流锅炉给水控制系统设计 二○一○年十二月 目录 第一部分多容对象动态特性的求取 (2) 第二部分单回路系统参数整定 (4) 一、广义频率特性法参数整定 (5) 二、临界比例带法确定调节器参数 (6) 三、比例、积分、微分调节器的作用 (9) 第三部分串级控制系统参数整定 (10) 一、主蒸汽温度串级控制系统参数整定 (10) 二、给水串级控制系统参数整定 (13) 三、燃烧控制系统参数整定 (15) 第四部分 某电厂热工系统图分析 ........................................................ 16 参考文献： (19) 第一部分 多容对象动态特性的求取 选取某主汽温对象特定负荷下导前区和惰性区对象动态特性如下： 导前区： 1 40400657 .12++-s s 惰性区： 1 1891542269658718877531306948665277276960851073457948202 .1234567+++++++s s s s s s s 对于上述特定负荷下主汽温导前区和惰性区对象传递函数，可以用两点法求上述主汽温对象的传递 函数，传递函数形式为n Ts K s W )1()(+=，利用Matlab 求取阶跃响应曲线，然后利用两点法确定对象 传递函数。 导前区阶跃响应曲线： 图1-1 由曲线和两点法可得： 657.1=K 637.28,663.0657.14.0)(4.01==?=∞t y 165.61,326.1657.18.0)(8.02==?=∞t y 2092.25.0075.12 121≈=??? ? ??+-=t t t n ，8.2016.22 1≈+≈n t t T 即可根据阶跃响应曲线利用两点法确定其传递函数：2 ) 18.20(657 .1)(+-= s s W 惰性区阶跃响应曲线： 试卷一 一、选择（本大题 16 分，每小题 2 分） 1.某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态，表达式（）正确。 (a) ds ＞ dq/T （ b ） ds ＜ dq/T （ c ） ds=dq/T 2.处于平衡状态的简单可压缩热力系统，其状态参数间的关系正确的是（）。 (ρ为密度 ) 。 (a)F=F(ρ,v,T) （ b ） F=F(ρ,v,P) （ c ） F=F(ρ,P,T) ３．用压力表测量容器内氧气的压力，压力表读数为 25bar 。已知当地大气压力为 1bar ，则氧气的真实压力为（） bar 。 (a) 26 （ b ） 25 （ c ） 24 ４．在 p － v 图上，经过同一状态点的理想气体等温过程线斜率的绝对值比绝热过程线斜率的绝对值（） (a) 大（ b ）小（ c ）相等（ d ）可能大，也可能小 ５．理想气体 1kg 经历一不可逆过程，对外做功 20kJ 放热 20kJ ，则气体温度变化为（）。 (a) 提高（ b ）下降（ c ）不变 ６．同一理想气体从同一初态分别经定温压缩、绝热压缩和多变压缩（ 1 1.系统从外界吸收热量，温度一定升高（）。 2.在热力循环中，如果工质不向冷源放热，则该循环的热效率可以达到 100% （）。 3.沸腾状态的水总是烫手的。 ( ) 4.蒸汽抽汽回热循环每级抽汽量越大，循环热效率越大。 ( ) 5.绝热过程一定是定熵过程。 ( ) 6.供热系数一定大于 1 ，制冷系数也一定大于 1 。 ( ) 7.实际气体的压缩因子总不等于 1 。（） 8.任意可逆循环的热效率都是。 ( ) 三、填空（本大题 16 分，每小题 2 分） １、稳定流动能量方程式应用于换热器时的简化形式 2、2kg 空气从 300K 定压加热到 700K 时的吸热量为 kJ （空气比定压热容 =1.004 kJ/ （ kg ·K ）） ３、当湿蒸汽的干度 x ＝ 0 时，工质全部为。 ４、一不可逆热机在高温热源 T h 和低温热源 T l 之间工作。高温热源熵变–1.5kJ/K ；低温热源熵变2.5kJ/K ，热机在绝热压缩过程中熵变 0.2kJ/K ；绝热膨胀过程中熵变 0.7kJ/K ；取高温热源、低温热源和热机为系统，则完成循环后此系统的 熵变S 系 = ＿＿＿ kJ/K 。 ５、已知氧气在 250K时=0.913 kJ/(kg·K)，=0.653 kJ/(kg·K)。则该气 体的气体常数R g =＿＿＿kJ/(kg·K)。 ６、一热泵工作时向高温热源传递热量 50kJ, 消耗掉的机械能 20 kJ, 供暖系数为。 供热课程设计说明书 题目： 院（部）： 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 完成日期： 目录 摘要 (3) 第一章绪论 (4) 第二章热负荷计算 (6) 原始资料 负荷计算 第三章供热系统方案的选择 (11) 系统热源型式及热媒的选择 供热管道的平面布置类型 供热管道的定线原则 管道的保温与防腐 第四章设备的选择 (13) 热交换器选型 水泵的选择和计算 除污器选择 设计小结 (19) 参考文献 (21) 摘要 本设计名为长春市曙光苑小区室外供热管网和换热站工程设计。 随着国家计量供热的逐步推行，供热行业面临着新的机遇和挑战。计量供热是供热行业从粗放型管理方式向精细型管理方式的一次深刻转变。计量供热的主目标是节能环保。计量供热的成功实行必须依托高精确的热网调控。而热网的高精确调控基础是热网的设计和建设。这对我们供热系统的设计人员和施工人员提出了新的更高的要求。能否设计出满足热网精确调控需求的供热系统是当前我们设计人员面临的一道重要难题。 供热工程是现代化城市重要的基础设施，也是城市公共事业的一项重要设计。各地区都努力从现有条件出发，积极调整能源结构，研究多元化的供热方式，实现供热事业的可持续发展，实现计量供热的节能目标。计量供热不仅能给城市提供稳定的可靠地高品位热源，改善人民生活环境。而且能节约能源，减少城市污染。有利于城市美化，有效地利用城市空间。城市供热管网的设计，首先要在总体规划的指导下，既要为今后的发展留有余地，又要实事求是的对热负荷进行调查和计算。在了解热负荷的性质、类别、用途等多方面现场的资料后，进行供热外网的设计。 本次设计以节能建筑的热指标为基础，以热网的精确调节为最终目标，尽量降低热网的各项指标，尽量应用精确调节的阀门和设备，为计量供热打好基础。 本设计以经济、环保、节能为原则，通过借鉴以前的设计方法和经验，采用了合理的技术措施，使设计的各个系统达到了很好的使用效果。 关键词：集中供热；供热管网;换热站；节能； 第一章绪论 一、我国城市供热的技术走向 1，我国城市集中供热的技术方向，主要采用热电联产的型式，这是我国当前的具体情况决定的。当然，集中供热的首要前提是节约能源，但是当前我国电力紧张的局面也是不能忽视的。在供热的同时，生产一定量的电力，也能缓解部分用电的需要。 2，落实热负荷，是集中供热一切要素之首。没有准确的热负荷，热电站的建设将似海滩上的建筑，不仅不能节约燃料，更无经济效益可谈。 3，目前，我国建设资金短缺，无论是建设热源还是管网，耗资都相当大。因此，改造老凝汽式电站为热电厂，既可大大降低投资，也可缩短工期，且运行效益可立竿见影。这是集中供热应优先考虑的热源。 4，尽可能在老厂扩建供热机组，降低生产与非生产设施投资，并且技术上有比较强的后盾，安全生产有比较可靠的保证。 《热工基础》综合练习题 一、填空题 1．雾化燃烧是气体燃烧料的一种燃烧方式？ 2．包含对流换热系数的准数是 3．洁白的雪对热射线有很强的反射能力？ 4．金属的导热系数随着温度的升高而降低？ 5．为提高实际燃烧温度，空气过剩系数不宜太小，也不能过大？ 6．由红砖、保温砖、粘土砖组成多层平壁，如层与层间由于接触不紧密而存在空气，则多层平壁的传导热流量将（a）增大；（b）减小；（c）不变；（d）不能确定。 7．对不饱和空气，干球温度、湿球温度、露点温度之间三者的大小关系是 8．影响自然排烟烟囱抽力的主要因素有 二、简答题 1．为什么新干法窑尾的电收尘器前要设置增湿塔 2．多通道燃烧器有什么突出的优点 3．新型控流阻力篦板主要解决了什么关键问题，篦板阻力与料层阻力的关系发生了什么变化 4．回转窑应具备什么功能，怎样调控物料在窑内的运动 5．简述新型干法生产工艺的发展历程试从热工角度讨论生产中节能降耗的可能途径 6．冷却机的性能有哪些评价指标 7．分解炉内的旋风和喷腾效应有什么主要效果（15分） 8．悬浮预热器的共性有哪些，使用中预热器为何要采用多级串联的工艺布置（15分）9．生产中可采用哪些措施防止结皮堵塞。 10．降低预热器系统阻力损失的措施有哪些 11．生产中为什么要控制分解炉内的温度为890±30℃） 12．影响碳酸盐分解的主要因素有哪些？已知某生产线入窑生料的烧失量为36.2%，出窑烟气中的物料烧失量为3.8%，试求其入窑的表观分解率。 13．简述预分解窑系统中分解炉的主要功能，分解炉内的物料分散与均布是怎样实现的？ 新型干法生产工艺为何能降低废气中的NOx排放量？ 14．在什么情况下应考虑采用旁路放风，它对预热器窑和预分解窑的影响是否一样？15．第三代篦冷机采用了哪些主要的技术措施？ 16．试从熟料形成的热化学入手，说明生产过程中建立稳定的热工制度的必要性，稳定热工制度应有哪些保证条件？ 17．新型干法水泥生产中的D-D炉与RSP炉的主要区别是什么？ 18．生料再循环的目的是什么？ 19．新型干法生产中，为使系统控制最优，对各级预热器的分离效率应进行怎样的控制（以4级预热器为例）？ 20．怎样定义碱的内循环与外循环？ 21．复合式篦冷机与组合阶段式篦冷机的主要区别是什么？ 22．水泥熟料的实际热耗主要由那几部分组成？ 23．在不考虑土建投资的情况下，若追求热效率最高，是不是以增加预热器的级数为好？24．结合传热理论说明预热器系统换热效率好的原因。 目录 第1章绪论 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2工程概述 (1) 1.3设计任务 (1) 第2章设计依据 (2) 2.1主要参考资料 (2) 2.2设计范围 (2) 2.3设计参数 (2) 2.3.1 室外设计参数 (2) 2.3.2 室内设计参数 (3) 2.4设计原始资料 (3) 2.4.1 土建资料 (3) 2.4.2 建筑结构 (3) 2.5动力与能源资料 (3) 2.6其他资料 (3) 2.7朝向修正率 (4) 第3章供暖系统的设计热负荷 (5) 3.1热负荷组成 (5) 3.2负荷计算 (5) 3.2.1 围护结构计算参数 (5) 3.2.2主要计算公式 (5) 3.3热负荷计算 (7) 第4章热水供暖系统设计方案比较与确定 (8) 4.1循环动力 (8) 4.2供、回水方式 (8) 4.3系统敷设方式 (9) 4.4供、回水管布置方式 (9) 第5章散热器的选型及安装形式 (10) 5.1散热器的选择 (10) 5.2散热器的布置 (10) 5.3散热器的安装 (10) 5.4散热器的计算 (10) 第6章热水供暖系统水力计算 (11) 6.1确定系统原理图 (11) 6.2系统水力计算 (11) 6.2.1 散热器计算 (11) 6.2.2 户内水平系统水力计算 (12) 6.2.3 单元立管与水平干管采暖系统水力计算 (19) 附录 (23) 参考文献 (24) 总结 (25) 第1章绪论 1.1 设计目的 供热工程课程设计是本专业学生在学习完《供热工程》后的一次综合训练，其目的是让学生根据所学理论和专业知识，结合实际工程，按照工程设计规范、标准、设计图集和有关参考资料，独立完成建筑所要求的工程设计，掌握供暖系统的设计方法，了解设计流程，通过对系统的设计进一步掌握供热工程的专业知识，深入了解负荷计算、水力计算、散热器计算、系统选择的具体方法，从而达到具有能结合工程实际进行供暖系统设计的能力。 供热工程课程设计是建筑环境与设备专业培养学生解决实际问题能力的一个重要的教学实践环节，在建筑环境与设备专业的教学计划中占有重要的地位和作用。 1.2 工程概述 1.本工程为北京市某建筑小区，整个建筑物为3层，建筑总供暖面积约1800.26平方米。系统与室外管网连接，供水温度950C，回水温度700C.该工程采用接外热网下供下回式分户热水供暖系统，楼梯间不供热。热源由城市热网提供，引入口管径为DN50。 1.3 设计任务 本设计为整栋小区冬季热水供暖工程。设计主要内容为： （一）设计准备（收集和熟悉有关规范、标准并确定室内外设计参数） （二）采暖设计热负荷及热指标的计算 （三）散热设备选择计算 （四）布置管道和附属设备选择，绘制设计草图 （五）管道水力计算 （六）平面布置图、系统原理图等绘制 （七）设计及施工说明的编制 《热工过程控制仪表课程设计》实践环节教学大纲 适用专业: 自动化（热工过程自动化方向） 先修课程：电路理论,模拟电子技术，热工测量与仪表，自动控制理论 一、目的 热工过程控制仪表课程实习与设计是学习热工过程控制仪表课程后的一个重要的综合实践环节。 1．通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用热工过程控制仪表课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决仪表控制系统设计问题的能力。 2．学习仪表控制系统设计的一般方法，掌握仪表控制系统的一般规律。 3．进行仪表控制系统设计基本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范，进行计算机辅助设计和绘图的训练。 二、基本要求 1．能从仪表控制系统功能要求出发，制订或分析设计方案，合理地选择传感器，变送器、调节器和执行机构。 2．能按工艺的控制要求，选择相关模块，设计的调节器的组态图，填写相关控制数据表。 3．能考虑仪表安装与调整、使用与维护、经济和安全等问题，对仪表控制系统的安装技术要求进行设计。 4．图面符合国家有关标准，尺寸及公差标注正确，技术要求完整合理。三、实践内容与时间分配 见表1。 表1 四、实践条件与地点建议 1. 实践基本条件要求 提供学生进行课程设计的专用教室，并能提供学生一定的实验设备、实验条件，条件允许的话提供学生到生产实践场所短期参观学习的机会。 2. 实践地点建议 校内专用教室、实验室及火力发电厂。 五、能力培养与素质提升 1. 能力培养 通过课程设计实践，能够树立正确的设计思想，培养综合运用热工过程控制仪表课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决仪表控制系统设计问题的能力。在实践环节中进行仪表控制系统设计基本技能的训练。 2. 素质提升 通过实践，深入掌握理论教学内容，并将其运用到实践环节，具备一名专业工程师的基本素质。 六、考核方式与评分标准 1．考核方式：考查 2．成绩评定：按平时表现，设计说明书及答辩三部分综合考核，按优，良，中，及格，不及格计分。其中：平时表现（30%），设计说明书（40%）答辩（30%）。 目录 一、设计任务 (1) 二、课程设计要求 (2) 三、计算过程 (2) 四、程序设计框图 (8) 五、代码说明书 (9) 六、热工设计准则和出错矫正 (10) 七、重要的核心程序代码 (11) 八、计算结果及分析 (17) 一、设计任务 某压水反应堆的冷却剂及慢化剂都是水，用二氧化铀作燃料，用Zr-4作包壳材料。燃料组件无盒壁，燃料元件为棒状，正方形排列。已知下列参数：系统压力 15.8MPa 堆芯输出功率 1820MW 冷却剂总流量 32100t/h 反应堆进口温度287℃ 堆芯高度 3.66m 燃料组件数 121 燃料组件形式17×17 每个组件燃料棒数 265 燃料包壳直径 9.5mm 燃料包壳内径 8.36mm 燃料包壳厚度 0.57mm 燃料芯块直径 8.19mm 燃料棒间距（栅距） 12.6mm 芯块密度 95% 理论密度旁流系数 5% 燃料元件发热占总发热的份额 97.4% 径向核热管因子 1.35 轴向核热管因子 1.528 局部峰核热管因子 1.11 交混因子 0.95 热流量工程热点因子 1.03 焓升工程热管因子 1.085 堆芯入口局部阻力系数 0.75 堆芯出口局部阻力系数 1.0 堆芯定位隔架局部阻力系数 1.05 若将堆芯自上而下划分为5个控制体，则其轴向归一化功率分布如下 表：堆芯轴向归一化功率分布（轴向等分5个控制体） 通过计算，得出 1. 堆芯出口温度； 2. 燃料棒表面平均热流及最大热流密度，平均线功率，最大线功率； 3. 热管的焓，包壳表面温度，芯块中心温度随轴向的分布； 4. 包壳表面最高温度，芯块中心最高温度； 5. DNBR在轴向上的变化； 6. 计算堆芯压降； 二、课程设计要求 1．设计时间为两周； 2．独立编制程序计算； 3．迭代误差为0.1%； 4．计算机绘图； 5．设计报告写作认真，条理清楚，页面整洁； 6．设计报告中要附源程序。 三、计算过程 目前，压水核反应堆的稳态热工设计准则有： （1）燃料元件芯块内最高温度应低于其相应燃耗下的熔化温度。 目前，压水堆大多采用UO2作为燃料。二氧化铀的熔点约为2805 ±15℃，经辐照后，其熔点会有所降低。燃耗每增加104兆瓦·日/吨铀，其熔点下降32℃。在通常所达到的燃耗深度下，熔点将降至2650℃左右。在稳态热工设计中，一般将燃料元件中心最高温度限制在2200～2450℃之间。 （2）燃料元件外表面不允许发生沸腾临界。数控加工工艺课程设计说明书(DOC 22页)
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