能源与动力装置基础10-1
能动装置1-3
流向
《能源与动力装置基础——流体机械》
三、状态方程式 表述了压力、温度和密度三个基本状态参数的关系 状态方程式：
p z RT
z为压缩因子，z＝1时为理想气体，z可以大于1或小 于1。 有许多状态方程被推荐用于计算非理想气体的状态。 如van der Waals状态方程：
RT a P 2 vb v
系统内能量变化输入系统的能量系统输出的能量闭口系统对于理想气体开口系统开口系统qupdv????qqctvctt1tpdvpdv?????2??对于稳定流动输入系统的能量系统输出的能量1qwupvgz?????2122111122221cupvgzc22????用热焓表示的方程
《能源与动力装置基础——流体机械》
2
《能源与动力装置基础——流体机械》
任意两个截面i-j之间的参数关系 可压缩流体：
c j qm /( j F j ) w Tj Ti Rk /(k 1) 2 Rk /(k 1) p j pi (T j Ti
n ) n 1 2 ci 2 cj
j p j /(RTj )
《能源与动力装置基础——流体机械》
热力循环的完善程度评价
动力循环：用热效率评价 制冷系数评价（制冷）
供热系数评价（热泵） 总称。
w Q
Q2 W Q 1 W
逆循环：
能量利用系数： 、、
热力系统还会引入其它的评价方法，如熵方法、 佣方法等。
《能源与动力装置基础——流体机械》
静止部件，如喷嘴、扩压器等，与外界没有能量交换 ， h*=const 或 h1* =h2* T*=const 或 T1* =T2*
《能源与动力装置基础——流体机械》
九、伯努利方程 伯努利方程是能量方程的另一种表达式，主要 反映机械能守恒。
能源与动力装置基础综合试题整理资料
能源与动力装置基础综合试题整理资料1、已知通风机的流量qv＝20m3/s，压力p＝15000Pa和功率P＝270KW；叶轮直径d2＝0.90m，圆周速度n＝2900rpm，求压力系数、流量系数和比转速。
（10分）答：流量系数：压力系数：比转数：2、当一台正在运行的风机，通过变速装置使其转速增加，在其它条件不变的情况下，其全压、流量、功率将如何变化？试用图形表示并解释。
(5分) 答：全压、功率增加，流量不变。
3、写出叶轮机械欧拉方程的数学表达式，解释其物理意义。
（至少说出两点作用）1、方程表示单位质量流体与叶轮的功能转换关系，表示功能转换的总效果。
2、只与叶片进、出口参数有关，使用方便。
3、理论能量头与u、cu有关。
4、工作机与原动机。
5、不同型式叶轮的应用4、请画出汽轮机单个级的热力过程曲线，并在图中注明有关符号（包括各个焓降及各项损失）级的热力过程曲线5、往复活塞机械有哪三个主要运动部件？它们各有何作用？（4分）答：往复活塞机械主要有曲轴、连杆和活塞这三个主要运动部件。
活塞的作用是与气缸盖和气缸等组成内燃机的燃烧室或压缩机的压缩腔。
连杆的作用是把活塞和曲轴相连，使活塞的往复运动与曲轴的旋转运动相互转换。
曲轴的作用是通过连杆将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动。
6、什么是制冷系数？什么是热力完善度？他们各有何作用？（4分）答：制冷系数是制冷机制冷量与输入功率之比，表征了制冷机在给定工况下的技术经济性。
热力完善度是指制冷循环的制冷系数与逆卡诺循环的制冷系数之比，它表示了制冷循环与理想循环的接近程度，可以作为不同工作温度下制冷循环经济性的衡量指标。
7、请解释火电厂的蒸汽动力循环——回热循环，并说明回热循环的意义。
（5分）答：给水回热加热是指在汽轮机某些中间级抽出部分蒸汽，送入回热加热器中加热锅炉给水，与之相应的热力循环叫回热循环。
（1）回热抽汽可使汽轮机进汽量增加，而排汽量减少。
二者对提高机组效率、改善末级的设计（强度）都是有好处的；（2）由于热效率的提高，锅炉热负荷减少，可以减少锅炉的受热面，节约部分金属材料；（3）由于凝汽量的减少，可以减少凝汽器的换热面，节约大量的铜材。
能源与动力装置基础5-2
能源动力 曲轴 : 通过连杆将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动.
能源动力
作用：通过连杆将活塞的往复运动转换为曲轴 的旋转运动。 受力：气体压力、活塞连杆组的惯性力和扭力 作用。 结果：产生相应的扭矩、弯曲、压缩和拉伸应 力及变形；高速旋转的主轴颈和连杆轴颈（曲 柄销）遭受到严重的摩擦和磨损。
气缸体、气缸套和气缸盖三个主要固定件 能源动力 机体：由气缸体、曲轴箱和机座或油底壳及主 轴承盖等组成 。 气缸体和曲轴箱常铸成一体， 气缸体的上半部内腔装有活塞往复运动导向和 容纳工质的圆柱形空腔，称为气缸。 气缸体的下半部分支承曲轴的曲轴箱，其内腔 为曲轴和连杆的运动空间。 气缸体的顶部与气缸盖连接，底部与机座或油 底壳连接。 气缸体结构形式一般分为三种：平分式气缸体， 其刚度较差；龙门式气缸体，其刚度较好； 隧道式气缸体，其刚度最好。
连杆 作用：把活塞和曲 轴连接起来，使 活塞的往复运动 与曲轴的旋轴运 动相互转换，并 将活塞所受的气 体压力传给曲轴。 组成：连杆小头 （包括衬套轴 承）、杆身和大 头（包括大端盖、 连杆螺栓及连杆 瓦）等，
能源动力
能源动力
连杆小头：连杆与活塞销相连的部分。一般 为圆筒形，与杆身连成一体。为了减少磨损、 维修方便，小头都镶有铜衬套。 杆身：断面形状大多数是“工”字形，其翼 面的长轴安排在连杆摆动平面内，且断面尺 寸由小头向大头逐渐增大 。 优点：a. 抗弯断面模数大，抗弯曲能力强。 b. 抗弯强度大。 c.使连杆传力及应力均匀分布。 连杆大头：连杆与曲轴相连部分，曲柄销在 连杆大头轴承中作相对高速旋转。 整体式结构、剖分式结构
活塞环：是装在活塞环槽的开口弹性金属环， 分为气环和油环。 气环：主要起密封和散热作用，防止缸内高温 高压燃气漏入曲轴箱，并将活塞顶吸收热量 的一部分传给气缸套。2－3道 油环：起刮油和铺油的作用。 上行铺油 下行刮油
能源与动力综合
2
2
ws wp
2 2
2
2
2
2
动能：
h d gH d
pd
cp cs
2
2
pp up us
2 2
势（静压）能： 反作用度：
h p gH p
ws wp
2 2
华中科技大学能源与动力装置基础试题大全
2
27. 28. 29. 30. 31. 32.
重热现象：是由于多级汽轮机级内的损失使汽轮机整机的理想焓降小于各级理想焓降之和的现象。 重热系数：是指各级的理想比焓降之和与整机的理想比焓降之差与整机的理想比焓降之比。 汽轮机的内部损失：汽轮机中使蒸汽的状态点发生改变的损失。 汽轮机的外部损失：汽轮机中不能使蒸汽的状态点发生改变的损失。 热耗率：汽轮机发 1KW/h 电能消耗的蒸汽量。 汽封： 汽轮机动静部件的间隙间密封装置减小汽缸蒸汽从高压端向外泄漏， 防止空气从低压端进入 汽缸。 33. 轴封系统：与轴封相连的管道及部件构成的系统。 34. 多级汽轮机：两级或两级以上，按压力由高到低的顺序串联在一根或两根轴上的各级。 35. 余速利用：流出汽轮机上一级蒸汽的余速动能被下一级全部或部分利用的现象。 36. 调节系统的自调节：调节系统从一个稳定工况过渡到另一个工况的调节. 37. 同步器：在机组并网带负荷时，能平移调节系统静态特性线的装置. 38. 设计参数：汽轮机是按一定的热力参数、转速和功率等设计的，热力设计所依据及所求得的参数统 称为设计参数。 39. 设计工况：汽轮机运行时的各参数等于设计值。汽轮机在设计工况下运行的内效率最高，设计工况 又称为经济工况。 40. 变工况：任何偏离设计参数的运行工况统称为变工况。 引起汽轮机变工况的主要原因：外界负荷、蒸汽参数、转速以及汽轮机本身结构的变化。
热能与动力工程基础（考试大全）
一、名词解释 第 1 章 导论 1. 热能动力装置：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。 2. 原动机： 将燃料的化学能、 原子能和生物质能等所产生的热能转换为机械能的动力设备。 如蒸汽机、 蒸汽轮机、燃气轮机、汽油机、柴油机等。 3. 工作机：通过消耗机械能使流体获得能量或使系统形成真空的动力设备。 第 2 章 锅炉结构及原理 1. 锅炉：是一种将燃料化学能转化为工质（水或蒸汽）热能的设备。 2. 锅炉参数：锅炉的容量、出口蒸汽压力及温度和进口给水温度。 3. 锅炉的容量： 指在额定出口蒸汽参数和进口给水温度以及保证效率的条件下， 连续运行时所必须保 证的蒸发量(kg/s 或 T/h) ，也可用与汽轮机发电机组配套的功率表示为 kW 或 MW 。 4. 锅炉出口蒸汽压力和温度：指锅炉主汽阀出口处(或过热器出口集箱)的过热蒸汽压力和温度。 5. 锅炉进口给水温度：指省煤器进口集箱处的给水温度。 6. 煤的元素分析：C、H、O、N、S。 7. 锅炉各项热损失：有排烟热损失，化学不完全燃烧损失，机械不完全燃烧损失，灰渣物理热损失， 及散热损失。 8. 锅炉热平衡：指输入锅炉的热量与锅炉输出热量之间的平衡。 9. 锅炉的输出热量：包括用于生产蒸汽或热水的有效利用热和生产过程中的各项热损失。 10. 锅炉的热效率：锅炉的总有效利用热量占锅炉输入热量的百分比。 在设计锅炉时，可以根据热平 衡求出锅炉的热效率： 11. 锅炉燃烧方式：层燃燃烧、悬浮燃烧及流化床燃烧三种方式。 12. 层燃燃烧：原煤中特别大的煤块进行破碎后，从煤斗进入炉膛，煤层铺在炉排上进行燃烧。 13. 悬浮燃烧：原煤首先被磨成煤粉，然后通过燃烧器随风吹入炉膛进行悬浮燃烧。这种燃烧方式同样 用来燃烧气体和液体燃料。 14. 流化：指炉床上的固体燃料颗粒在气流的作用下转变为类似流体状态的过程。 15. 流化床燃烧：原煤经过专门设备破碎为 0～8mm 大小的煤粒，来自炉膛底部布风板的高速鼓风将煤 粒托起，在炉膛中上下翻滚地燃烧。 16. 悬浮燃烧设备：炉膛、制粉系统和燃烧器共同组成煤粉炉的悬浮燃烧设备。 17. 炉膛：是组织煤粉与空气连续混合、着火燃烧直到燃尽的空间。 18. 制粉系统主要任务：连续、稳定、均匀地向锅炉提供合格、经济的煤粉。可分为直吹式和中间储仓 式两种。 19. 煤粉燃烧器分类：按空气动力特性可分为旋流燃烧器和直流燃烧器两种。 20. 旋流燃烧器的气流结构特性：二次风强烈旋转，喷出喷口后形成中心回流区，卷吸炉内的高温烟气 至燃烧器出口附近， 加热并点燃煤粉。 二次风不断和一次风混合， 使燃烧过程不断发展， 直至燃尽。 除中心回流区的高温烟气卷吸外，在燃烧器喷出的气流的外圈也有高温烟气被卷吸。 21. 旋流燃烧器的布置方式：旋流燃烧器一般作前墙或前后墙对冲(交错)布置。 22. 直流式燃烧器的布置方式： 直流式燃烧器从喷口喷出的气流不旋转， 直流式燃烧器布置在炉膛四角， 其出口气流几何轴线切于炉膛中心的一个假想圆，造成气流在炉内强烈旋转。 23. 锅炉受热面类型：水冷壁、省煤器、过热器、再热器、空气预热器；换热方式为对流、辐射及对流 辐射混合式。
能源动力装置基础2-2(2011)
静叶栅
向向
动叶栅 喷嘴
面面
静叶栅
动叶栅
后导叶
第二节 叶轮中能量转换
一. 叶轮进出口速度三角形
G GG 11.. 矢矢量量定定义义：： c = w + u
αβ 欧美表示
◆叶轮旋转才有速度三角形 ◆速度——绝对c、相对w、牵连u
能源动力
22.. 标标量量关关系系：： w2 = u2 + c2 − 2ucu
σ
= 1− c2u∞ − c2u u2
=1− π Z
sin β2b
四. 反作用度Ω
能源动力
（反力度、反应度、反击系数、反动度）
定定义义：：叶叶轮轮内内流流体体静静压压能能和和重重力力势势能能变变化化((或或等等熵熵 Δ静Δ静h焓h焓ss)降)降之之ΔΔ比比hh22ss))的的大大小小与与级级能能量量hhtthh((或或级级滞滞止止等等熵熵焓焓降降
3. 理论能量头hth仅与叶轮的进出口u和cu有关，而流体的cu主要依赖于叶轮转 数和几何尺寸，由于决定cu的因素很复杂，还没有精确的表达式，所以hth不 容易精确计算，需要借助于各种试验的和经验的公式。例如，径流工作机械 的滑移系数公式、轴流工作机械的落后角公式（见三、四章）。
4. 欧拉第二方程式 wth= hth =0.5(u22-u12)+0.5(c22- c12)+0.5(w12- w22)
α1
= β2;α2
= β1
→Wst
=
w12
− w22 2
=
c22
−c12 2
=
1 2Wth
能源动力
讨论：叶轮
能源动力
1. 欧拉方程是单位质量流体与叶轮的功能转换表达式，它表示功能转换的总 效果。应用很方便，不必深入了解叶轮内部流动细节。
能源与动力装置基础复习题及答案
试卷一闭卷部分一、填空题（10分）1、回转式压缩机有滑片式压缩机滚动转子式压缩机、涡旋式压缩机螺杆式压缩机四种结构形式。
（2分）2、热质交换设备按其传热传质机理不同可分为表面式换热器、混合式换热器、蓄热式换热器三种结构形式。
（2分）3、采用半分开式、球形油膜、复合式三种燃烧室的柴油机，其起动性能由好到差的顺序排列应为半分开式、复合式、球形油膜（2分）4、根据汽油喷射的部位，汽油机燃油喷射方式有进气管喷射、进气道喷射、气缸内直喷三种。
（2分）5、列举出四种间壁式换热器5、管壳式换热器、板式换热器、翅片管式换热器二、简答题（40分）1、列出你在实习基地所见到的任意两种压缩机、任意两种换热器和任意两种制冷系统。
(6分)答：活塞压缩机、滚动转子压缩机、涡旋压缩机、螺杆压缩机之任意两种。
管壳式换热器、板式换热器、翅片管式换热器之任意两种窗式空调系统、冰箱制冷系统、风冷热泵之任意两种2、当一台正在运行的风机，通过变速装置使其转速增加，在其它条件不变的情况下，其全压、流量、功率将如何变化？试用图形表示并解释。
(5分)答：全压、功率增加，流量不变。
3、写出叶轮机械欧拉方程的数学表达式，解释其物理意义。
（至少说出两点作用）（5分）1、方程表示单位质量流体与叶轮的功能转换关系，表示功能转换的总效果。
2、只与叶片进、出口参数有关，使用方便。
3、理论能量头与u、cu有关。
4、工作机与原动机。
5、不同型式叶轮的应用4、请画出汽轮机单个级的热力过程曲线，并在图中注明有关符号（包括各个焓降及各项损失）。
（6分）级的热力过程曲线5、往复活塞机械有哪三个主要运动部件？它们各有何作用？（4分）答：往复活塞机械主要有曲轴、连杆和活塞这三个主要运动部件。
活塞的作用是与气缸盖和气缸等组成内燃机的燃烧室或压缩机的压缩腔。
连杆的作用是把活塞和曲轴相连，使活塞的往复运动与曲轴的旋转运动相互转换。
曲轴的作用是通过连杆将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动。
《能源动力装置基础》06a
14
3.
第三冲程——作功冲程（燃烧与膨胀）（图6-1c） 在压缩过程接近终了时，柴油机喷入的柴油与高温、高
压空气混合，并着火燃烧。在汽油机中，用电火花点燃混合气 燃烧。由于进、排气阀都处于关闭状态，缸内燃气温度、压力 急剧升高。 • 柴油机的最高燃烧压力一般可达
pz
=6~9MPa，最高燃烧
和进汽门，即存在阻力损失 ，汽缸内的压力 p a
略低于大气压力 p 0
或增压压力 p c 。而汽油机
进汽系统又多了节气门等调节装置，转速又高， 故缸内进汽压力比柴油机还低。
图6-1a
12
为了增大柴油机的功率，在进汽过程中应提高进汽量，通常采用下 列措施： （1）进汽阀的直径应大于排汽阀的直径； （2）尽可能减少进汽系统的流阻，在流道中避免产生涡流； （3）进汽门提前在上止点前20º~30º曲轴转角打开，减少气流经气门口
20
2.
第二冲程——燃烧、膨胀、排气（图6-2c，d）
（1）燃烧和膨胀：
当活塞到
达上止点前，在柴油机中，柴油 喷入汽缸内自行发火燃烧；在汽 油机中，用电火花点火使可燃混 合气体燃烧。在高温高压气体作 用下，活塞从上止点推向下止点。 在活塞下行运动中燃烧气体膨胀， 直到排气阀（排气口）打开为止。
图6-2c，d
温度可达 T z =1800~2200K； • 汽油机的
pz
=3~5MPa， z =2500~2800K。 T
在高压高温燃气作用下，推动活塞下移并带动曲轴旋转，使热 能转变为机械能，从而对外作功。随着活塞下移，汽缸容积增 大，燃气的温度、压力下降，当活塞到达下止点时膨胀过程结 束。此时， 柴油机的燃气温度降至1000~1200K，压力降至3~4MPa； 汽油机的燃气温度降至1200~1500K，压力降至0.3~0.6MPa。
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第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 概述 制冷基本理论 单级蒸气压缩制冷循环 制冷剂与载冷剂 吸收式制冷机的工作原理
《能源与动力装置基础——制冷原理与空气调节》
第六节 第七节 第八节 第九节 第十节
热电制冷 空气品质与空气处理 空调系统 空调系统中的热泵技术 典型的低温气体液化循环
《能源与动力装置基础——制冷原理与空气调节》
制冷机:指完成制冷循环所必需的机器和设备的总和。 蒸汽压缩式制冷机中就包括制冷压缩机、冷凝器、 蒸发器、节流机构等 。 吸收式制冷机中则包括发生器、冷凝器、蒸发器、吸 收器、节流机构以及泵等。 机器：在制冷机中通常将消耗电能的、有机械运动的 制冷压缩机、泵等。 制冷设备：除机器以外的、其余的换热器及其他辅助 设备。冷凝器、蒸发器、储液器等。 制冷装置：将制冷机与消耗冷量的设与动力装置基础——制冷原理与空气调节》
从环境温度到绝对零度只有约300度的温度差。 根据人工制冷所能达到的低温范围，将人工制冷划分为 普通制冷和低温制冷两个领域。 普通制冷：从环境温度到120K（－153℃）； 低温制冷：从120K到0K；低温 深度制冷: 120K~20K； 低温制冷: 20K~0.3K； 超低温制冷: <0.3K. 制冷与低温在获得低温的原理、方法、系统与设备以及 所采用的工作介质等均有所不同。
第一节 概
《能源与动力装置基础——制冷原理与空气调节》
述
制冷 ：从低于环境温度的物体中吸取热量并将其转移 给环境介质的过程 。 制冷技术：研究采用人工方法制取低温的原理、设备 及其应用的技术 。 冷和热的概念是相对的 。 在制冷技术中，冷和热都是与周围环境介质（空气 或水）的温度相比较而言的。 人工制冷就是借助于制冷机，以消耗机械能、电磁 能、热能以及太阳能等形式的能量为代价，使热量 从低温物体或空间转移到高温物体或空间以达到制 冷的目的。