关于电流效率
电镀液的电流效率：阴极电流效率
电沉积时，人们希望直流电源所提供至阴极的电子全部用来还原沉积镀层所需的金属组分，即全部用于主反应上。但实际上，副反应的发生也会消耗电子，即电流的利用率往往达不到百分之百，这就存在一个电流利用效率的问题。为了表征电流利用率的大小，确定了一个镀液指标参数——电流效率。常用η表示阴极表示阳极电流效率，均以百分比表示。阴极电流效率有2种定义：电流效率，η
a
(1)通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比；(2)沉积一定质量的金属时理论上应通入的电量与沉积相同质量的金属时实际消耗的电量之比。
不同价态的金属离子还原为金属原子理论上所需的电量或通过一定电量(常用安培·小时即A．h表示)时理论上应沉积的单金属质量，被称为“电化学当量”，可计算求出，计算结果可从许多电镀书籍或手册的附录中查到。
实际沉积的金属质量可用“增重法”称量得知：增重=镀后试样质量-镀前试样质量。
实际通过的电量用电量计(即库仑计)测量。经典方法采用“铜库仑计”，它实际上是一个串接于试验槽上、阴极电流效率几乎百分之百的酸性镀铜槽。用增重法得知其中阴极实际沉积的铜质量，再依Cu2+的电化学当量换算为理论电量。随着电子技术的发展，目前已可制出精密电量计(也称为“安培·小时计”)，用以代替铜库仑计，则测定更为简单。具体的测定操作及计算方法在许多电镀手册中都可查到，此处不再赘述。
单金属镀层的阴极电流效率的测定与计算比较简单，合金电镀时的测定则较麻烦。应准确分析镀层合金成分后，分别用不同组分金属的电化学当量单独计算后再综合计算
如何测定电镀溶液的电流效率?
镀液电流效率的测试通常是采用铜库仑计法。铜库仑计实际上是一个镀铜电解槽。它具有电流效率为100％，而电极上的析出物又都能收集起来的特点，并且镀槽中没有漏电现象。测试的精确度可达到0．1％～0．05％，完全可以满足电沉积工艺的要求。铜库仑计的电解液组成如下：硫酸铜l25g／L，硫酸25ml／L，乙醇50ml ／L。
铜库仑计与被测电解液的连接方法如图5-1所示。
测量电流效率的铜库仑计.测量前将铜库仑计的阴极试片b和被测试电解液槽中的阴极试片a洗干净、烘干并准确称重。按被测电解液的工艺要求通电一段时间后，取出试片a和b，洗净、烘干再准确称重。然后按下式计算出阴极电流效率：
式中ηR—被测液阴极电流效率；
a—被测液镀槽中阴极试片的实际增重；
b—铜库仑计上阴极试片b的实际重量；
R—被测镀液中阴极上析出物质的电化当量，g／(A·h)；
1.186—铜的电化当量，g／(A·h)。
影响加热炉热效率的因素及对策
影响加热炉热效率的因素及对策 摘要：21世纪随着石油开采工程的不断深入，全国的各大油田也得到了不断的发展。由于新疆冬季的特殊气候条件，气温低，持续时间长，在原油的输送过程中需要进行中间加热，这就需要大量的加热炉。笔者通过分析加热炉在运行中存在的一系列问题和影响加热炉热效率的因素，提出了提高加热炉运行热效率的技术对策，并介绍了几种提高运行热效率的途径和具体措施，指出了影响热效率的关键因素以及提高热效率的可行性，并在此基础上就进一步提高加热炉热效率提出了建议和改进措施。 关键词：加热炉热效率对策 引言：众所周知，原油在运输和加工过程中，必须要使用加热炉加工。因此，加热炉成为了石油领域中无法取代的重要能源机器，但是由于加热炉在加热原油的过程中很大一部分的热能都散发了出去，并没有应用于加热原油上。所以，找到提高加热炉热效率的方法成为了整个热能领域亟待解决的问题，考虑到加热炉是将原油运输中不可或缺的一道工序，也是至关重要的一项设备，找到影响加热炉热效率的因素，提出解决问题的方法，是整个石油行业需要解决的问题。 一、影响加热炉效率的主要因素 1.加热炉受热面积灰结垢一直是困扰加热炉运行的主要因素，受热面积灰结垢一旦形成，它所造成的负面影响将是持久的及递增的。同时应保证燃料燃烧充分。因为，排烟热损失主要由排烟温度和烟气量决定，烟气量取决于加热炉的过剩空气系数，提高热效率的途径主要是通过降低过剩空气系数或排烟温度来实现。所以，在过剩空气系数和排烟温度增高时，加热炉热效率都将降低。 2.加热炉运行控制中由于多种原因致使运行工况控制不好，包括风门调节不当，供风过大；运行负荷低于设计值；燃料品质不好造成腐蚀和积灰；供风系统操作不当；燃烧器选型问题等，这些问题导致的直接结果是加热炉排烟气氧含量和过剩空气系数普遍偏高。通过调查发现，企业中加热炉烟气中的平均氧含量普遍都高于标准的指标，平均排烟温度也高于标准温度。过高的烟气氧含量导致炉内的过剩空气较多，这样会造成排烟温度偏高，烟气带走的热量越多，对热效率的影响也就越大。过大的过量空气系数还会加速炉管的氧化，促使氮氧化物增加，给环境造成不利的影响，影响炉管使用寿命 3.余热回收系统设备状况的好坏也会影响加热炉的热效率。时刻了解设备的腐蚀状况，加以预防。余热回收系统设备腐蚀主要是硫酸露点腐蚀造成，在该系统低温烟气段普遍存在，系统中的蒸馏装置前置空气预热器因为腐蚀容易泄漏，造成热损失。 4.炉壁散热损失超标仍然是一个不可忽视的因素。通过观察炉膛内部发现，部分炉子炉膛衬里脱落严重，炉壁表面温度普遍高于规定的标准温度，造成这种
浅谈纯电阻闭合电路中的功率和电源效率
浅谈纯电阻闭合电路中的功率和电源效率 渔行实验学校王元金 纯电阻闭合电路是高中物理电学的基本电路，正确理解相关概念和灵活运用解题方法是学习恒定电路的基础。本文就电路中的功率和电源效率作一个学习方法指导，希望对同学们的学习有帮助。 一、闭合电路中的功率 1.电源的功率：是描述闭合电路中电源把其它形式的能转化为电能快慢的物理量。它在数量上等于总电流I与电源电动势E的乘积，即P=IE 2.电源的输出功率：是指外电路上的电功率，它在数量上等于总电流I与路端电压U的乘积。 PLU 即对于纯电阻电路，电源的输出功率 P.,. =I2R= (-^)2 R= ——孕——=——须—— R + r (R-r)2+4Rr (R-r)2| R' 由上式可以看出，当外电阻等于电源内电阻时(R=r),电源输出功率最大，其最大输出功率为生。 4尸 当R>r时，随R增大P出减小，随R减小，P出增大 当RG时，随R增大P出减小，随R减小，P“，减小，如图1所示： 图1 3.电源内部损耗的功率：指内电阻的热功率，即 PE
4.根据能量守恒定律可得 P=P出+P内 二、电源效率 电源的效率是指电源的输出功率与电源的功率之比，即 P IE E 对纯电阻电路，电源的效率为 I2R R 1 n -—-- = = 尸(R +，?)R + r . r i十— R 由上式看出，外电阻越大，电源的效率越高。 当R=r，P 出==P .|lnux时，n =50%o 外电阻短路即R=o, n=o； 外电路断开时，电源不工作，n=o 三、典型例题分析 如图2所示电路中，己知电源电动势E=3V,内电阻r=lQ, R】=2。，滑线变阻器R 的阻值可连续增大，求： (1)当R多大时，R消耗的功率最大 (2)当R多大时，R：消耗的功率最大 — ------------- n 图2 r D 在求申钠祠最大M率时 分析与解答: 把R：归入内电阻，当R=Rx+r时，R 消耗的功率最大；但在求Ri消耗的最大功率时，因为R】为定值电阻，不能套用上述方法，应用另一种思考方法求解，由P K FR,可知，只要电流最大，P】就最大，所以当
浅谈影响电解铝电流效率的因素及影响程度
浅谈影响电解铝电流效率的因素及影响程度 发表时间：2018-12-17T17:18:01.147Z 来源：《基层建设》2018年第33期作者：刘立明 [导读] 摘要：电解过程反应机理复杂。 中国铝业青海分公司青海西宁 810100 摘要：电解过程反应机理复杂。影响因素很多，参照上述分析，同时结合我厂生产的实际经验，在保持较高电流密度、低氧化铝浓度、适中的电解温度及适当偏高的铝水平的条件下，可以有效的提高电流效率。针对铝电解槽的物理场仿真和优化技术逐步精确，开发大容量槽、低电压技术是当今铝电解工业的发展趋势。 关键词：电解铝；电流效率；影响程度； 降低电解槽电耗的一个重要研究课题方向就是改善铝电流效率，电流效率和槽电压能够直接影响吨铝直流电耗，吨铝直流电耗数值高低标志着电解槽是否运行良好。 一、概述 电流效率是电解铝生产过程中的一项非常重要的技术经济指标，它在一定程度上反映着电解铝生产的技术和管理水平。一定的生产条件下，电流效率的高低取决于实际产铝量。因为在电解过程中。一方面金属铝在阴极析出，另一方面又以各种原因损失掉，所以电流效率总是不能达到100％，即实际铝产量总是要比理论铝产量低。目前，国内先进铝电解技术的电流效率一般可达92％～94％，而国外的电流效率已高达95％。因此，加强铝电解工艺技术的研究，优化生产技术条件，减少铝的损失，是提高电流效率与经济效益的根本途径。在实际电解铝生产过程中，槽内部的阴极析出金属铝和由于各种原因所导致铝损失掉一部分是时刻同时发生，实际上产出的铝量总会低于理论量，故电流效率总是低于100%。通过淘汰老旧技术、引进新技术，可减小铝的额外损失，能够有效提升电解的电流效率。通过研究分析发现，有多种因素会影响铝电解槽电流效率，如氧化铝浓度、温度、电解质水平、极距、阴极电流密度、炉底压降、电解焙烧等。 二、影响电解铝电流效率的因素及影响程度 1.影响电解铝电流效率的因素。一是电解槽工作电压的高低可以通过极距的高低来定性确定，虽然在一定的极距范围内，电解槽电流效率和极距成正比，但当极距超过一定值后，因极距增加而产生的焦耳热量将明显增加，电解温度提升，粘度也明显变小，加快了对流循环，促使铝的二次返溶增大，故电流效率几乎不再提高，电流效率随极距的增加变化不显著。经研究发现，极距的小幅变化就会引起槽电压较大变化，例如在大型预焙槽上，每缩短极距0.01 m，大约可以降低电压达0.30~0.33 V，电压降几乎占整个槽电压的1/3，低极距的节能潜力巨大，其他工艺技术条件（如：槽膛内形规整、两极状况良好、电解质水平和铝水平合理匹配）处于较为理想状态时，铝电解槽保持适当的低极距可以有效提高电流效率。极距过大，导致增高槽电压、增加电耗，增加热量，槽子转热而诱导病槽出现等，造成铝液波动；极距过小会引起局部短路，严重地拉低了电流效率。当前铝电解用极距一般为4.2~4.5cm。二是电解槽中盛装有铝液和电解质等成分，因各自成分具有不同的密度而导致出现溶液分层现象，各液层的厚度代表了其相应的水平。合理的铝液高度是电解槽获得好的技术经济指标必不可少的技术条件，工作中电解质水平经常维持在20~25cm，大型预溶槽的铝水平一般维持在18~20 cm。电解槽稳定性和散热性也受铝水平的影响，铝水平会减小热损失，降低增强铝液的波动，提高槽内水平电流分量，电解槽的稳定性易被破坏，但炉底沉淀不易生成，因此保持铝水平的合理稳定是非常必要的。维持一定的铝水平、电解质水平的作用是：①形成了一层良好的散热通道，利用此散热通道，多余热量会被快速传到阳极四周，从而均衡了槽内各处的温度。②阴极炭块上不会因此放电析出铝离子，阻止了大量的碳化铝的产生，减小了炉底压降。③适当厚度的铝液层相当于一层缓冲层和保温层作用，可保证炉底温度不因骤热骤冷而致早期破损。④磁场作用可被适当厚度的铝液层大量削弱。⑤直接在炭块上放电析出会破坏炭块，铝水平、电解质水平阻止了放电，保护了炉底炭块。⑥维持一定量的铝液水平，磁场中的水平电流被减弱，减弱了铝液循环频率，使铝液不剧烈滚动。⑦炉底上的高低不平，铝液层可填充填平，有利于均匀炉底电流分布。⑧铝液的高度会影响伸腿的高度。因此，根据电解槽槽龄和电解工艺的技术条件保持电解槽内合理的铝液高度可有效提升电流效率，促进生产。 2.主要影响程度分析。电解槽的过热度、电解温度均可对电流效率产生严重影响，铝在电解质中的溶解度及溶解后的铝溶液的扩散速度均受温度影响，低温可以降低扩散到阳极氧化区的速度，减少电流效率的损失。①将会减小铝在电解槽中的溶解度，亦即减小。②会增大熔体的粘度，减小电解质的循环速度，导致扩散层的厚度变大。③扩散系数也减小。因此，降低电解槽中的电解温度后值减小，意味着减弱了铝的二次反应，减小了铝的损失，提升了电流效率。当电解槽运行稳定时，尽可能的维持较低的电解温度，一般可以获得最好的电流效率，有研究表明：电解时每降低10 ℃，将提高电流效率达1%~5%。电解质的初晶温度决定了电解温度的大小，并且要确保电解过程能够顺利进行，电解质初晶温度与电解温度差值即为过热度，一般至少为5 ℃，否则就会导致电解质粘度和密度增大，电解质浓缩、氧化铝溶解度降低、导电率下降。这时会使电解槽内产生大量沉淀、槽底电压降增加。有可能会混淆铝液和电解质熔体相，加剧铝的溶解氧化损失，使电流效率急剧下降。因此，向电解槽内添加适量氟化锉、氟化镁，改善电解质的组成，均可降低电解质的初晶温度，进而维持电解槽在低温状态运行。 三、处理措施 1.通过改造阴极结构来降低水平电流。（1）变截面钢棒技术。变截面钢棒技术是对阴极钢棒进行改造，达到减小电解槽的水平电流，降低电解槽的垂直磁场，最终达到减小铝水波浪，降低电压、节能的目的。其变截面阴极钢棒结构。进行阴极组装后，对该结构的铝液体层水平电流进行计算，水平电流平均值相对于传统阴极结构下减少了70% 以上。（2）阴极钢棒组装斜扎技术。阴极钢棒组装斜扎技术在导流槽研究的基础上，在阴极钢棒组装时，留有一段斜面不扎，用绝缘材料进行填充，达到降低电解槽的水平电流，抑制电解槽的垂直磁场，减小铝液波动。其水平电流分布。进行阴极组装后，对该结构的铝液体层水平电流进行计算，水平电流平均值相对于传统阴极结构下减少了60% 以上。 2.提高电解槽筑炉技术和焙烧启动技术，降低电解槽早期破损几率。通过提高筑炉材料质量、提高筑炉质量；制定科学合理的焙烧启动制度，并做好过程管理，降低电解槽早期破损几率。 3.加强电解槽生产工艺技术条件管理。优化工艺技术条件、加强电解槽的管理等措施，保持槽况的稳定；避免冷槽、热槽、破损槽的产生。优化计算机控制程序，保持合理的氧化铝浓度、合理的过热度，减少电解槽的波动，减少二次反应，降低水平电流的产生。
电镀锌及电流效率测定
电镀锌及阴极电流效率测定 一、实验目的： 掌握金属锌的电镀工艺及电流效率测定 二、实验原理： 电镀时通入电流，是要在作为阴极的工件上电沉积所需要的镀层组分，即希望主盐金属离子放电还原为金属原子，最终形成符合要求的电镀层。故一般仅将主盐金属离子的还原反应视为主反应。如镀锌是Zn2+ + 2e? → Zn。对带n 个正电荷的金属离子Men+而言，一般还原反应的通式为：Men+ + ne? → Me。事实上，金属离子并非均以简单离子的形式存在，因而实际反应要复杂些，如络离子的破络、多价金属离子的分步还原等。因此电镀过程中有许多副反应（氢气的析出、水的电解、络合剂的电解等），而主反应是我们希望在阴极上发生的还原反应。 电沉积时，人们希望直流电源所提供至阴极的电子全部用来还原沉积镀层所需的金属组分，即全部用于主反应上。但实际上，副反应的发生也会消耗电子，即电流的利用率往往达不到百分之百，这就存在一个电流利用效率的问题。电流效率定义为：通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比； 不同价态的金属离子还原为金属原子理论上所需的电量或通过一定电量(常用安培·小时即A·h 表示)时理论上应沉积的单金属质量，被称为“电化学当量”（g/Ah），如：锌的电化学当量为1.22 g/Ah。实际沉积的金属质量可用“增重法”称量得知：增重= 镀后试样质量? 镀前试样质量。 因此可以容易求出电镀过程中阴极电流效率。 三、实验工艺条件: 电镀锌目的是为了防止钢铁类物体被腐蚀，提高钢铁的耐蚀性及使用寿命，同时也使产品增加装饰性的外观，钢铁随着时间的增长会被风化，水或泥土腐蚀。国内每年被腐蚀的钢铁差不多占整个钢铁量的十分之一，所以，为了保护钢铁或其零件的使用寿命，一般都采用电镀锌来将钢铁加工处理。 镀锌有酸性镀锌和碱性镀锌，本实验主要介绍氯化钾型酸性镀锌。氯化钾镀液的特点：①是不含络合剂的单盐镀液，废水极易处理；②镀层的光亮性和整平性优于其他镀液体系；③电流效率高，沉积快；④氢过电位低的钢材如高碳钢、铸件、锻件等容易施镀。
工程热力学思考题答案优选稿
工程热力学思考题答案集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
第九章气体动力循环 1、从热力学理论看为什么混合加热理想循环的热效率随压缩比ε和定容增压比λ的增大而提高，随定压预胀比ρ的增大而降低？ 答：因为随着压缩比ε和定容增压比λ的增大循环平均吸热温度提高，而循环平均放热温度不变，故混合加热循环的热效率随压缩比ε和定容增压比λ的增大而提高。混合加热循环的热效率随定压预胀比ρ的增大而减低，这时因为定容线比定压线陡，故加大定压加热份额造成循环平均吸热温度增大不如循环平均放热温度增大快，故热效率反而降低。2、从内燃机循环的分析、比较发现各种理想循环在加热前都有绝热压缩过程，这是否是必然的？ 答：不是必然的，例如斯特林循环就没有绝热压缩过程。对于一般的内燃机来说，工质在气缸内压缩，由于内燃机的转速非常高，压缩过程在极短时间内完成，缸内又没有很好的冷却设备，所以一般都认为缸内进行的是绝热压缩。 3、卡诺定理指出两个热源之间工作的热机以卡诺机的热效率最高，为什么斯特林循环的热效率可以和卡诺循环的热效率一样？ 答：卡诺定理的内容是：在相同温度的高温热源和相同温度的低温热源之间工作的一切可逆循环，其热效率都相同，与可逆循环的种类无关， 与采用哪一种工质无关。定理二：在温度同为T 1的热源和同为T 2 的冷源 间工作的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。由这两条定理知，在两个恒温热源间，卡诺循环比一切不可逆循环的效率都高，但是
斯特林循环也可以做到可逆循环，因此斯特林循环的热效率可以和卡诺循环一样高。 4、根据卡诺定理和卡诺循环，热源温度越高，循环热效率越大，燃气轮机装置工作为什么要用二次冷却空气与高温燃气混合，使混合气体降低温度，再进入燃气轮机？ 答：这是因为高温燃气的温度过高，燃气轮机的叶片无法承受这么高的温度，所以为了保护燃气轮机要将燃气降低温度后再引入装置工作。同时加入大量二次空气，大大增加了燃气的流量，这可以增加燃气轮机的做功量。 5、卡诺定理指出热源温度越高循环热效率越高。定压加热理想循环的循环增温比τ高，循环的最高温度就越高，但为什么定压加热理想循环的热效率与循环增温比τ无关而取决于增压比π 答：提高循环增温比，可以有效的提高循环的平均吸热温度，但同时也提高了循环的平均放热温度，吸热和放热均为定压过程，这两方面的作用相互抵消，因此热效率与循环增温比无关。但是提高增压比，p 不变， 1 提高，即循环平均吸热温度提高，因此循环的热即平均放热温度不变，p 2 效率提高。 6、以活塞式内燃机和定压加热燃气轮机装置为例，总结分析动力循环的一般方法。 答：分析动力循环的一般方法：首先，应用“空气标准假设”把实际问题抽象概括成内可逆理论循环，分析该理论循环，找出影响循环热效率
闭合电路中的功率及效率问题精编版
闭合电路中的功率及效率问题 1．电源的总功率 (1)任意电路：P总＝EI＝U外I＋U内I＝P出＋P内．(2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝ E2 R＋r . 2．电源内部消耗的功率：P内＝I2r＝U内I＝P总－P出．3．电源的输出功率 (1)任意电路：P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内． (2)纯电阻电路：P出＝I2R＝ E2R (R＋r)2 ＝ E2 (R－r)2 R＋4r . (3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系 ①当R＝r时，电源的输出功率最大为P m＝E2 4r. ②当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小． ③当R 制造业能源效率及其影响因素分析 一、引言 进入新世纪以来，随着我国工业化城市化进程的加快，国民经济逐步表现出对能源的高消费和强依赖的特点，能源巨额消耗对可持续发展施加越来越大的压力。作为应对措施，2005年，我国政府提出了“十一五”期间节能减排的约束性指标，即在五年间单位GDP能耗减排要比“十五”降低20%。2006~2008年单位GDP能耗累计共下降10.1％，五年即将过去，节能结果并不令人满意。原因在于现有的节能降耗指标是以行政区域为分解对象按单位GDP能耗为约束目标的，这是典型的区域治理方式，它的局限性在于分解对象没有直接针对能源消耗的行业或企业。为加大节能减排力度，我国在“十二五”期间有必要以行业或企业为约束对象并分解节能指标。有鉴于此,我们首先必须弄清楚各行业的能源效率状况、节能潜力以及影响因素,然后再在此基础上采取对策措施,以确保国家节能减排目标的实现。 为了弄清我国行业能源效率现状及其影响因素，众多学者主要以工业为对象展开研究。唐玲、杨正林（2009）利用DEA方法测算了1998~2007年中国工业行业能源效率,并利用Tobit模型探索工业经济转型对能源效率提升的影响机制。研究发现,中国工业能源效率的总体水平较低。开放程度高、竞争性强的行业能源效率较高,而开放程度低、垄断程度高的行业能源效率水平低;工业能源效率随着企业规模的扩大呈倒“U”形特征；李世祥、成金华（2008）采用DEA方法,应用不同目标的能源效率评价模型,评价了1990-2006年间中国的能源效率状况,并用“两步法”估计其影响因素。认为工业部门能源效率不高是由能源密集型的工业结构以及生产技术结构所决定的；王少平、杨继生（2006）研究了12个工业行业的能源消费与行业增长的综列协整关系,得出了我国工业各主要行业的能源消费与行业增长和能源效率之间存在长期均衡,且长期均衡具有显著短期调整效应的结论；庞瑞芝,王卢羡等（2009）采用数据包络分析法对经济转型期间工业部门全要素能源效率进行分析，指出中国工业部门增长以能源低效为特征,工业部门全要素能源效率和技术效率都偏低,工业增长模式依旧粗放,重化工业化发展水平较低；孙海、王元地等（2009）将能源消耗强度分解为结构份额和效率份额两个因素，分析了制造业产业结构调整和能源效率提高对能源消耗强度的影 影响熔铝炉热效率的因素探讨 文/上海埃鲁秘工业炉制造有限公司/刘荣章 能源是制约国民经济发展的命脉，世界各国都在积极制定适合本国国情的能源发展战略。尤其是在目前国际油价持续攀升以及地球气候不断变暖的大背景下，开展“节能减排”工作至关重要。我国政府在“十一五”规划中，明确要求能源发展要“坚持开发节约并重、节约优先”的政策，制定了“十一五”期间每百万元GDP产值的能耗降低20%的战略目标。为此，各行各业都有必要针对本行业的特点大力开展节能降耗的工作。 一、引言 能源是制约国民经济发展的命脉，世界各国都在积极制定适合本国国情的能源发展战略。尤其是在目前国际油价持续攀升以及地球气候不断变暖的大背景下，开展“节能减排”工作至关重要。我国政府在“十一五”规划中，明确要求能源发展要“坚持开发节约并重、节约优先”的政策，制定了“十一五”期间每百万元GDP产值的能耗降低20%的战略目标。为此，各行各业都有必要针对本行业的特点大力开展节能降耗的工作。 近五十年来，铝已成为世界上最为广泛应用的金属之一。在建筑业上，由于铝在空气中的稳定性和阳极处理后的极佳外观而受到广泛应用；在航空及国防军工部门，铝合金材料是许多关键零部件的主要加工原料；汽车、集装箱运输、日常用品、家用电器、机械设备等领域都大量使用铝及铝合金。与之相关的熔铝炉成为上述企业必不可少的加热设备，粗略估计全国各种容量的熔铝炉数量在上万台。尽管铝的熔点温度低（660C），但是铝的熔化潜热和比热容大，熔铝所需的能耗较高。因此，提高熔铝炉热效率，减少能源消耗，降低污染物和温室气体的排放是实现国家能源战略目标的具体举措之一。 熔铝炉主要有反射炉、感应炉、电阻炉等形式。反射炉使用的燃料主要有天然气、煤气、重油等。本文结合生产实际，重点探讨影响燃用天然气的熔铝炉热效率因素，提出熔铝炉优化设计方案和运行策略。其中部分内容对提高感应炉、电阻炉的热效率也是有益的。 二、影响热效率的因素分析 理论上熔化1t铝耗电能320kWh或天然气约32.3Nm3。若将炉体升温、热量泄漏、燃烧不完全等计入，目前实际能耗为理论值的2-3倍，甚至更多。可见，提高熔铝炉热效率的潜力很大。 众所周知，送入炉膛的热量等于送入炉内物料的吸热量以及各种热损失之和。其中，送入炉膛的热量包括燃料的化学热（发热量）和物理热（显热焓）以及空气和物料的物理热（显热焓）；各种热损失主要包括排烟热损失（排烟显热焓）、不完全燃烧损失、炉壁散热损失等；如果是固体燃料则还包括灰渣热损失等。针对燃烧天然气的熔铝炉，提高其热效率主要措施是降低排烟温度、减少炉壁散 功率因数与效率的区别 尽管功率因数和转换效率都是指电源的利用率， 但区别却很大。功率因素是输入视在功率与输入有功功率之比，与效率无关的，功率因数越大表示无功量就小；它是电源对电网的利用率。电源效率是输入有功功率与输出有功功率之比，效率越高表示机电的损耗就小；它指的是转换效率，就是你这个LED灯泡是5W，但是你把这整个灯接上就不是5W，电源本身也要耗电，这个效率就是多少点是真正让灯泡用了，多少是无用的。当然效率越高越好。简单的说，功率因数产生的损耗是电力部门负担，而转换效率的损耗是用户自己负担。一般来讲，功率因数与本设备的效率并没有必然的、直接的联系，但是，功率因数低了的话，会大量占用供电设备的容量，增加电路损耗，提高供电成本。比如，同样是1KW的电器，如果功率因数是0.9，那么占用供电系统的容量 1/0.9=1.1KvA，如果功率因数是0.5，那么占用供电系统的容量是1/0.5=2KVA。因为后者的线路电流较前者大了近一倍，所以线路损耗增加了近三倍。所以使用高功率因数设备的意义在于节约供电设备容量和减少线路损耗。效率，通俗地说就是吃了多少饭，干了多少活。比如一个电源，测得输入的功率是220W，又测得输出各路电压的总功率是190W，那么其效率190/220=86.4%。其效率还是很高的。如果换用一个低效率的电源，由于无论使用什么电源，电脑的实际需要是一定的，仍是190W，但这时测得输入的功率是280W，那么这个电源的效率是190/280=67.9%。很显然，两个效率不同的电源，电脑的工作都是一样的，不同的是，后一个电源比前一个电源多耗电280-220=60W。多了这60W，全部转化为热能，由风扇排出了。如果你有测温的工具，可以明显测出这两个电源工作温度和排出空气的温度是明显不同的。使用高效率的电源，对用户而言，可以节省电费，对供电企业，意义是节省供电设备的容量，减少供电设备的压力电源测量仪是各种生产或测量各种低压电源（常见的是开关电源，灯具电源、等等）的通用仪表，可以测各种参数，包括功率因数、输出电压、输出电流、电源效率、纹波、视在功率、有功功率、无功功率，等等。LED常常是用低压直流工作，所以它有一个电源，用来将交流变成低压直流，称为：“驱动器”，或“电源”。电源效率：是衡量输入电源的交流有功功率，有多少转化为直流功率了（有发热损耗等等）。发光效率：是指电能（或功率）转换成光能的转换效率，用lm/瓦来衡量，就是说同样的电能， 金属锰电解提高电流效率分析 金属锰电解是个高能耗的过程，提高电流效率(η c )是生产实践中最为关切的问题。电流效率的高低直接关系到金属锰的产量与经济效益和产品品位的优劣。 工作人员通过Mn和H 2的同时电析，阐明了阴极液中调氨以及(NH 4 ) 2 SO 4 含量对阴极电流效率η c 的定量关系，并 论述了影响电流效率η c 的重要技术条件。 一、金属锰电解阴极Mn和H 2 的同时电析 前已述及电解锰阴极上进行着两个相到竞争的反应，析出金属锰的反应属于扩散控制反应，析氢的反应(H 2 )却 属于电化学控制反应。那么根据平衡反应原理，Mn2+和H+同时放电的必要条件应该是析出Mn，H 2 两反应的析出电势相等，即 (1)式中i d 和i d∞ 为锰析出扩散电流密度与极限扩散电流密度(A/m2)。 阴极电流效率，即降低析出H 2的电流密度i H2 是提高η c 的主要途径。 从(1)式可知，i H2是随φ值增大而增加，但随pH值和a H2 的增加而降低，反之亦然。 关于(1)式中i d∞ 值，我们取Mn2+的扩散系数D=10-5cm/S,[Mn2+]=1mol/L10-3mol/cm3,取扩散层厚度=0.025cm，则i°d∞ =0.0772A/cm2=772A/m2. i d∞=i° d∞ ,[Mn2+]取电解阴极液[MnSO 4 ]=[Mn2+]=0.5mol/L,则i d∞ =772×0.5=386A/m2. (1)式中a H2为塔菲尔系数，在0.05mol/LH 2 SO 4 溶液中金属Mn上的氢交换电流密度i =10-7A/cm2. H 2 在金属上的超电压是与pH有关的，25℃时为 η H2=a H2 +0.0591pH+0.1182lgi η H2=-0.1182lgi° +0.0591pH+0.1182lgi 河北艺能锅炉有限责任公司 影响锅炉热效率的主要因素包括排烟损失和不完全燃烧损失，因此应从这两方面对锅炉进行调整：（一）减少排烟损失 （1）控制适当的空气过剩系数； （2）强化对流传热。 （二）强化燃烧，以减少不完全燃烧损失 （1）合理设计，改造炉膛形状； （2）组织二次风，加强气流的混合和扰动； （3）要有足够的炉膛容积。 排烟热损失，固体未完全燃烧热损失在锅炉各项热损失中所占比重较大，实际运行中其变化也较大，因此尽力降低这两项损失是提高锅炉热效率的关键。 1.减少排烟热损失 1)阻止受热面结焦和积灰 由于溶渣和灰的传热系数较小，锅炉受热面结焦积灰会增加受热面的热阻，同样大的锅炉受热面积，如果结焦积灰，传给工质的热量将大幅度减小，会提高炉内和各段烟温，从而使排烟温度升高，运行中，合理调整风，粉配合，调整风速风率，避免煤粉刷墙，防止炉膛局部温度过高，均可有效的防止飞灰粘结 到受热面上形成结焦，运行中应定期进行受热面吹灰和及时除渣，可减轻和防止积灰，结焦，保持排烟温度正常。 2)合适当运行煤粉燃烧器 大容量锅炉的燃烧器一次风喷口沿炉膛高度布置有数层，当锅炉减负荷或变工况运行时，合理的投停不同层次的燃烧器，会对排烟温度有所影响，在锅炉各运行参数正常的情况下，一般应投用下层燃烧器，以降低炉膛出口温度和排烟温度。 3)注意给水温度的影响 锅炉给水温度降低会使省煤器传热温差增大，省煤器吸热量将增加，在燃料量不变时排烟温度会降低，但在保持锅炉蒸发量不变时，蒸发受热面所需热量增大，就需增加燃料量，使锅炉各部烟温回升，这样排烟温度受给水温度下降和燃料量增加两方面影响，一般情况下保持锅炉负荷不变，排烟温度会降低但利用降低给水温度来降低排烟温度不可取，会因汽机抽汽量减小使电厂热经济性降低。 4)防止进入锅炉风量过大 锅炉生成烟气量的大小，主要取决于炉内过量空气系数及锅炉的漏风量，锅炉安装和检修质量高，可以减少漏风量，但是送入炉膛有组织的总风量却和锅炉燃料燃烧有直接关系，在满足燃烧正常的条件下，应尽量减少送入锅炉的过剩空气量，过大的过量空气系数，既不利于锅炉燃烧，也会增加排烟量使锅炉效率降低，正确监视分析锅炉氧量表和风压表，是合理配风的基础。 2.减少固体未完全燃烧热损失 1)合理调整煤粉细度 电源的功率和效率小专题 恒定电流小专题 一、单选题（本大题共8小题，共32.0分） 1.如图所示，图线a是某一电源的U﹣I曲线，图线b是一定值 电阻的U﹣I曲线．若将该电源与该定值电阻连成闭合电路 （已知该电源的内阻r=2.0Ω），则说法错误的是（） A. 该定值电阻为； B. 该电源电动势为20V； C. 将2只这种电阻串联作为外电阻,电源输出功率最大； D. 将3只这种电阻并联作为外电阻,电源输出功率最大； 2.如图，直线A为某电源的U-I图线，曲线B为标识 不清的小灯泡L1的U-I图线，将L1与该电源组成闭 合电路时，L1恰好能正常发光．另有一相同材料制 成的灯泡L2，标有“6V，22W”，下列说法中正确的 是（） A. 电源的内阻为 B. 把灯泡换成,可能正常发光 C. 把灯泡换成,电源的输出功率可能相等 D. 把灯泡换成,电源的输出功率一定变小 3.如图，直线A为电源的U—I图线，直线B和C分别为电 阻R1、R2的U-I图线。现用该电源分别与R1、R2组成闭 合电路甲和乙。由图像一定能确定的是（） A. 电阻 B. 电源输出功率甲乙 C. 电源内阻消耗的功率甲乙 D. 电源效率甲乙 4.如图所示,直线A是电源的路端电压和干路电流的关系图线,直线B、C分别是电阻 R1、R的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到该电源上,则( ) A. 接在电源上时,电源的效率高 B. 接在电源上时,电源的效率高 C. 接在电源上时,电源的输出功率大 D. 电源的输出功率一样大 5.某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压 与电流的关系如图所示，用此电源和电阻R1、R2组成电 路．R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路．在 所有可能的各种接法中，下列说法正确的是（） A. 将、并联后接到电源两端,电源输出功率最大, 电源效率最低 B. 将、并联后接到电源两端,电源输出功率最小,电源效率最高 C. 将、串联后接到电源两端,电源输出功率最小,电源效率最低 D. 将、串联后接到电源两端,电源输出功率最大,电源效率最高 6.如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随 电流I变化的图线，抛物线OBC为同一直流电源内部 热功率P随电流I变化的图线。若A、B对应的横坐标 为2 A，那么线段AB表示的功率差及I = 2 A对应的外 电阻是（） A. 2 W, B. 4 W, C. 2 W, D. 6 W, 7.如图所示，直线A、B分别为电源a，b的路端电压与电流的关 系图线，设两个电源的内阻分别为r a和r b，若将电阻R分别接 到a，b两电源上，则 （） A. B. R接到A电源上,电源的效率较高 C. R接到B电源上时,电源内阻的热功率较高 D. 不论R多大,电源A的输出功率总比电源B的输出功率大 8.在“测电源电动势和内阻”的实验中，某同学作出了两个电源 路端电压U与电流I的关系图线，如图所示．两个电源的电 动势分别为E1、E2，内阻分别为r1、r2．如果外电路分别接 入相同的电阻R，则两个电源的（） A. 路端电压和电流不可能同时相等 B. 输出功率不可 能相等 C. 总功率不可能相等 D. 效率不可能相等 二、多选题（本大题共2小题，共8.0分） 能源效率概念、分类及影响因素研究综述 文章梳理了我国能源经济学界数十年来对能源效率的概念、分类及影响因素等问题的研究成果，具体阐述了能源效率既有能源经济效率与能源环境效率之分，又有能源物理效率与能源经济指标之别，更有单要素能源效率与全要素能源效率之不同，而全要素能源效率则为学者们所青睐；同时指出，影响能源效率的因素既有技术进步、外商投资、对外开放度等短期因素，又有产业结构与能源消费结构等长期因素。 标签：能源效率；概念；分类；影响因素 一、能源效率概念 所谓能源，通常是指可供人类获取各种形式的能量的自然资源。能源可具体它分为一次能源和二次能源两大种类：前者是指没有经过人类加工的大自然中与生俱来的自然资源，主要包括直接来自太阳的福射能和间接来自太阳的煤炭、石油、天然气以及风能、海洋能等新能源；后者则是指依托一次能源的进一步加工和转化从而获取的能源，如通过风力发电获取的电能，加工石油制造的汽油等。 所谓能源效率（Energy Efficiency），是指能源开发、加工、转换、利用等各个过程的效率，是能源投入产出的比例关系，即在增加单位国内生产总值的前提下所需要消耗的能源量。能源效率生产率往往被用来代表一个国家或者特定地区的综合能源利用效率。能源效率的提高，是指在相同產出下尽量减少能源的使用，或者使用等量的能源创造尽可能多的产出，它对于促进国民经济的发展非常有效。 近年来，有不少学者开始各个角度关注能源效率问题。现有的研究成果将能源效率分为能源经济效率和能源环境效率两种情况：前者是指能源投入和经济产出的比例关系，后者则考虑到产出中对环境有影响的非期望产出，即能源投入与包括经济和非期望污染的产出之间的比例关系。也有学者提出，如果依据评估对象的范围来划分，则可将能源效率分为能源物理效率和能源经济指标两种：前者是指能源通过加工后转变为一种新能源的投入与产出之比，其指标包括单位产品（或服务能耗）和物理能源效率（热效率）；后者主要反映在社会财富创造和建设过程中通过使用能源能够带来多少经济效益的问题。 二、能源效率分类 在现行研究体系下，能源效率按照评价指标体系中投入要素的成分不同，可将其划分为单要素能源效率和全要素能源效率两大类。单要素能源效率中的投入要素只有能源一种投入，而全要素能源效率中的投入要素不仅包含能源要素，还包括资本和劳动力投入两个要素。 1、单要素能源效率 锌电解工业实践中电流效率 下降的原因分析及对策 1前言 在自由竞争市场中，经常会岀现这样的两种情况：一是由于某种商品过剩而引起价格下跌, 生产这种商品的厂家为了追求利润，就减少生产该商品，避免损失；或者加大该商品的生产量, 以求薄利多销，保住既得利益；二是商品需求旺盛而引起价格上涨，生产厂家就大量生产该商品，以求利润最大化。 在此讨论电解锌生产，设锌片价格为A,锌片产量尾C,锌精矿价格为B,锌精矿消耗量为F,制造成本消耗为G,电流密度为D,直流电能为W,电流效率为n,其它成本消耗H （包含除直流电能以外的生产物资、人工工资等），利润为E。不难得出公式： 式中：n为电流效率（％）; q为锌电化当量，1.22g/A?h； I为槽电流强度（A）； t为电 积时间（h）； N为串联电解槽槽数，a为锌湿法直接回收率（%）； B为锌焙烧直接回收率（%）。 将式（2）和式（3）代入式（1）后可得： E = qxIxNxtxr/x（A-Bx—-—） -W' — H式（5） a x 从式(5)中科看出：决定利润E 的变量有电流效率q 、锌片价格为A 、锌精矿价格为B 、 锌湿法直接回收率a 、锌焙烧直接回收率B 、直流电能为W 和其它成本消耗H 。其中通过锌湿 法直接回收率计算公式、锌焙烧直接回收率计算公式和直流电能计算公式我们不难得出：a 和 B 是关于n 的增函数f ( n), w 是关于n 的反函数f" ( n),代入式(5)后有： E = qXIXNXtXf ( H ) X [A~B Xf 1 ( q ) Xf _l ( n)] 一 尸(n ) —H 式(6) 通过式(6)可看出：电流效率对锌电积工厂的利润至关重要，无论产品与原料成本如何波 动，提高电流效率总是增加工厂利润的关键因素之一。 2电流效率下降的原因分析 一个炼锌厂当面积电流确定后，通过电解槽的电流强度，便可根据电极面积和数目计算出。 通电一定时间后，也就可以按锌的电化当量计算岀锌的析出量，这就是锌电解车间理论上应该 产岀的锌量。但是在实际生产中产出的锌量与通过同等电量理论上计算析出锌量之比，以百分 数表示便称为电流效率，其计算式为 式中：n 为电流效率(%);。为在时间t 内阴极实际析出锌量(g)；q 为锌电化当量,1. 22g/A -h ； I 为槽电流强度(A)； t 为电积时间(h)； N 为串联电解槽槽数。 电流效率是湿法炼锌工业生产重要的技术经济指标之一。1995年的调査统计平均电流是 89.2%,根据2000年世界各国炼锌厂的调查统计，波动在89%?92%之间。2000年各炼锌厂的平 均电流效率上升到90. 3%o 2. 1电解液中锌、酸含量 在电解液中一定的锌离子浓度是正常进行电解沉积的基本条件之一。若电解液的含锌过低, 则硫酸浓度相对增大，使阴极附近的锌离子浓度发生贫化现象，造成阴极上析出锌的“反溶”。 此外，氢的析出电位也随溶液中锌离子浓度的降低而降低，使得氢可能在阴极上放电析岀。 〃= 实际析出锌量 x ] 00% _ G 理论上应该析出锌量 q-1-N-t X100% 式(7) 影响锅炉热效率的主要因素 一、排烟热损失 排烟热损失指烟气离开锅炉末级受热面时带走的部分热量，是锅炉最主要的热损失。排烟热损失主要取决于排烟温度和过量空气系数的大小。 1、排烟温度 锅炉排烟温度越高,热损失越大。造成排烟温度高的主要原因有:受热面积灰或结垢，影响传热效果;炉膛或烟道漏风严重，增加烟气带走的热量。 （1）传热损失:当受热面积灰、结渣和结垢时，会使传热减弱，辐射吸热量减少，排烟温度升高，造成排烟热损失增大。 （2）漏风损失:锅炉运行中炉膛和烟风道处于微负压状态，因此在炉门、看火门、炉墙或烟道等不严密部位就会有空气漏入炉膛和烟道中，增加烟气带走的热损失。同时，锅炉漏风造成炉膛温度降低、排烟热损失增加、锅炉热效率降低。 2、过量空气系数 锅炉漏风、送引风、配风不合理等都会造成过量空气系数偏大。这不仅增大了排烟热损失，造成炉膛温度降低，也增大了其他热损失。 二、化学不完全燃烧热损失 化学不完全燃烧热损失指燃烧过程中产生的可燃气体未完全燃烧而随烟气排走所造成的热损失。主要受空气过剩系数的影响，空气过剩系数过小，燃烧由于氧气量不足导致化学不完全燃烧热损失增大;空气过剩系数过大，燃烧则由于炉膛温度降低，同样导致化学不完全燃烧热损失增大。 三、机械不完全燃烧热损失 机械不完全燃烧热损失指固体炭颗粒在炉内未完全燃烧即随飞灰和炉渣一同排出炉外而造成的热损失，由飞灰不完全燃烧热损失和炉渣不完全燃烧热损失两部分组成。机械不完全燃烧热损失反映了煤炭燃烧的完全程度，是判断锅炉热效率的重要指标。造成机械不完全燃烧热损失的原因很多，主要有以下几点。 1、燃料中因水分过大或挥发分过低均会延缓着火，以至于燃烧结束时煤炭颗粒还未完全燃烬;煤炭颗粒过大也会导致固体炭不完全燃烧。 2、煤层过厚或者进煤速度过快，煤炭在炉膛内来不及完全燃烧；风煤配比不合适，不能提供适合煤炭充分燃烧的空气量。 3、炉膛温度偏低，不能维持良好的燃烧。 四、表面散热损失 锅炉运行中，由于保温材料并非完全绝热，锅炉的介质和工质的热量通过炉墙、烟风道、架构、汽水管道的外表面散发出来，这部分散失的热量即表面散热损失。表面散热大小主要是由锅炉外壁相对面积及外壁温度所决定的。 五、灰渣物理热损失 灰渣物理热损失指炉渣排出炉外带走的热量损失。燃料中灰分过大以及固体碳未完全燃烧都会增加灰渣物理热损失。 电路中的图像与功率 一、基础知识 （一）、电源的电动势和内阻 1、电动势 (1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功． (2)表达式：E ＝W q . (3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量． 2、内阻 电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数． （二）、闭合电路欧姆定律 1、内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比． 2、公式????? I ＝E R ＋r (只适用于纯电阻电路)E ＝U 外＋U 内(适用于任何电路) 3、路端电压U 与电流I 的关系 (1)关系式：U ＝E －Ir . (2)U －I 图象如图1所示． ①当电路断路即I ＝0时，纵坐标的截距为电源电动势． ②当外电路电压为U ＝0时，横坐标的截距为短路电流． ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻． （三）、电路中的功率及效率问题 1、电源的总功率 (1)任意电路：P 总＝EI ＝U 外I ＋U 内I ＝P 出＋P 内． (2)纯电阻电路：P 总＝I 2 (R ＋r )＝E 2 R ＋r . 2、电源内部消耗的功率：P 内＝I 2r ＝U 内I ＝P 总－P 出． 3、电源的输出功率 (1)任意电路：P 出＝UI ＝EI －I 2r ＝P 总－P 内． (2)纯电阻电路：P 出＝I 2 R ＝E 2R (R ＋r )2＝E 2 (R －r )2 R ＋4r . (3)输出功率随R 的变化关系 ①当R ＝r 时，电源的输出功率最大为P m ＝E 2 4r . ②当R >r 时，随着R 的增大输出功率越来越小． ③当R 制造业能源效率及其影响因素分析
影响熔铝炉热效率的因素探讨
功率因数和效率的区别
金属锰电解提高电流效率分析W
影响锅炉热效率的主要因素
电源的功率和效率小专题(带答案)
能源效率概念、分类及影响因素研究综述
锌电解工业实践中电流效率下降的原因分析及对策
影响热效率的主要因素
电路中的图像与功率(含答案)资料