定性说明再生系统中热量平衡情况
南开大学 大学物理实验 用混合量热法测定冰的溶解热 实验报告单
dq dt
=
−k(θ
−
θe)
其中 dq 表示 dt 时间内系统与外界交换的热量。比例系数称为散热常数。负
号的意义为当系统温度高于环境温度时散失热量。实验过程中如果恰当地将
系统初温和末温分别选择在室温的两侧，即：，并且使实验过程中系统与外界
热量传递前后彼此抵消，则可以达到散热修正目的。根据实验具体情况，刚
ii 本实验条件下，冰的熔点可认为是 0◦C，也可选取冰块的温度为 0◦C。于是 冰的熔解热可由下式求出：
L
=
1 M
(cm
+
c1m1
+ c2m2)(θ1
−
θ2) − cθ2
• 散热修正
i 本实验采用抵偿法，其依据为牛顿冷却定律。
ii 实验证明：当温差较小时，系统的散热制冷速率与温差成正比。即牛顿冷却 定律为：
得结果偏小。
2. 假如冰内有（1）气泡（2）小水泡（3）杂质，他们对结果有无影响？为什么？
解 2. 结果分析如下： （1）因为冰中有气泡时，熔解得到的水也正常冰的要少，即冰的质量的测量值偏大，
测得结果偏小。 （2）冰中有水泡，使得其温度不可视为 0，则测得结果偏小。 （3）冰中有杂质，是得冰的质量的测量值偏大，测得结果偏小。
3. 若给定 L0 = 3.341 × 105J·kg−1，试求 L 的定值误差。
解
3.
∆=
L0−L L0
=
3.341×105−2.968×105 3.341×105
= 11.16%
7
图 2: 系统温度随时间变化 6
实验报告
用混合量热法测定冰的溶解热
思考题
1. 定性说明下述情况对测量结果 L 的影响： （1）测 θ1 之前没有搅拌； （2）测 θ1 后到投冰前相隔了一段时间； （3）搅拌过程中有水溅出； （4）冰未擦干便投入量热器； （5）实验过程中打开量热器盖子；
柴油机热平衡研究现状及分析
• 32 •内燃机与配件柴油机热平衡研究现状及分析Present Situation and Analysis of Diesel Engine Thermal Balance陈陆洋®;梁志峰®;周广猛于;刘瑞林于(①陆军军事交通学院研究生管理大队;②陆军军事交通学院军用车辆系）摘要：发动机热平衡是指燃烧产生的热量分布到发动机各个系统和部分，并使得各部件温度趋于稳定的平衡状态，进行柴油机热平衡研究可以分析在不同工况下燃油燃烧释放出的总热量在柴油机中的分配情况，从系统集成角度来统筹分析柴油机中的能量转 换与流动传热过程，本文对发动机热平衡研究内容及发展趋势进行了简要介绍和分析。
Abstract : The ther^nal balance of the engine is the distribution of the heat generated by the combustion to the various systems andparts of the engine and the equilibrium temperature of the components tends to be stable . The study of the ther^nal equilibrium of the diesel engine can analyze the total heat released by the combustion of the fuel in different conditions . The paper analyzes the energy conversion and flow heat transfer process in the diesel engine from the point of view of system integration . In this paper , the research content and development trend of the engine thermal balance are briefly introduced and analyzed .关键词：发动机;热平衡;传热；热流量Abstract : engine ； heat balance ； heat transfer ； heat flow〇引言提高发动机的热效率是设计发动机的追求目标之一， 发动机在工作时有自己的最佳工作区间，若发动机工作温 度过高，会导致发动机热负荷增加，若工作温度过低，会使 得热效率下降。
热设备能量平衡通则
中华人民共和国国家标准热设备能量平衡通则GB 2587-811 适用范围本标准主要适用于使用燃料和利用热量的热设备，是进行能量平衡时的原则规定。
2 基本用语的概念2.1 体系进行能量平衡的对象。
体系应有明确的边界线，以确定进行能量平衡的范围。
一般情况下，有物质通过一部分边界线。
体系以外的物体均称外界。
2.2 能量平衡对进入体系的能量与离开体系的能量在数量上的平衡关系进行考察。
能量平衡简称能平衡，又称热平衡。
对确定的体系：输入能量＝输出能量+体系内能量的变化在正常连续生产时，通常视为稳定状态，则体系内的能量不发生变化，故输入能量＝输出能量2.3 能量平衡测定通过计量与测试手段和一定的程序方法，对供给热设备的燃料、蒸汽、电力等各种能源所提供的能量的使用状况，如利用与损失，分布与流向等，进行定量的分析。
2.4 内能内能通常是指分子运动的能量，用符号U表示。
内能是状态参数，其值取决于物质所处的状态。
2.5 焓内能U与压力p和体积V乘积之和称为焓，用H表示。
通常，在计算中采用单位质量的参数，即国家标准总局中华人民共和国国家计划委员会发布 1981-07-01实施中华人民共和国国家经济委员会国家标准总局提出国家标准总局标准化综合研究所起草式中： ---单位质量的焓；---单位质量的内能；---比容。
焓是状态参数。
2.6 显热物质发生温度变化时所吸收或放出的热量称为显热。
一般是指定压条件下的显热。
2.7 潜热当物质发生相变时，所吸收或放出的热量称为潜热。
相变一般在定压下发生。
汽化热（凝结热）、融化热（凝固热）、升华热（凝聚热）等均属潜热，相变过程中温度不发生变化。
2.8 反应热在物质化学反应时所放出或吸收的热量。
此化学反应通常在定温、定压或定温、定容条件下进行。
2.9 高（位）发热量燃料完全燃烧，并当燃烧产物中的水蒸汽（包括燃料中所含水分生成的水蒸汽和燃料中氢燃烧时生成的水蒸汽）凝结为水时的反应热。
其值由测量获得，要求反应前后温度相同。
物理学：传热学考试试题三
物理学：传热学考试试题三1、问答题试解释并比较换热器计算的平均温差法和ε—NTU法？正确答案：从平均温压法和ε—NTU法的原理、特点上加以阐述。
两种方式都可以用于换热器的设计计算和校核计算，平均温差法是利用平均（江南博哥）温差来进行换热器的计算，而ε—NTU法是利用换热器效能ε与传热单元数NTU来进行换热器计算。
平均温压法要计算对数平均温压，而ε—NTU法则要计算热容量比、传热单元数或换热器效能。
设计计算时，用平均温差法比用ε—NTU法方便，而在校核计算时，用ε—NTU法比用平均温差方便。
2、填空题增强或削弱辐射传热的原则是改变（）和（）。
正确答案：系统黑度；温度条件3、问答题什么是特征长度和定性温度？选取特征长度的原则是什么？正确答案：出现在特征数定义式中的几何尺度称为特征长度。
用以决定流体物性参数的温度称为定性温度。
选取特征长度的原则为：要把所研究问题中具有代表性的尺度取为特征长度。
4、问答题当把一杯水倒在一块赤热的铁板上时，板面上立即会产生许多跳动着的小水滴，而且可以维持相当一段时间而不被汽化掉。
试从传热学的观点来解释这一现象（即Leidenfrost现象），并从沸腾换热曲线上找出开始形成这一状态的点。
正确答案：此时在赤热的表面上形成了稳定的膜态沸腾，小水滴在汽膜上蒸发，被上升的蒸气带动，形成跳动，在沸腾曲线上相应于qmin的点即为开始形成Leidenfrost现象的点5、填空题管内充分发展湍流的传热系数与平均流速U的（）次方成（）比.，与内径D的（）次方成（）比正确答案：0．8；正；0．2；反6、问答题试用简明的语言说明热边界层的概念。
正确答案：在壁面附近的一个薄层内，流体温度在壁面的法线方向上发生剧烈变化，而在此薄层之外，流体的温度梯度几乎为零，固体表面附近流体温度发生剧烈变化的这一薄层称为温度边界层或热边界层。
7、名词解释吸收比正确答案：绝缘在电压的作用下，仍有微小电流泄漏，这个泄漏电流由大到小最后稳定的变化过程，称绝缘的吸收过程。
汽车发动机热平衡
第一章 总结
发动机的性能指标
1. 动力性能指标 功率(Power)，转矩(Torque)，转速(Revolution/Speed) 平均有效压力(BMEP)
2. 经济性能指标 燃油消耗率(Fuel consumption) 机油消耗率(Lubricant consumption)
3. 环境性能指标 碳氢(HC), 一氧化碳(CO), 氮氧化物(NOx), 颗粒物(PM), 二氧化碳 (CO2) 噪声振动(NVH)
注意：注意这里所列的性 能指标单位是国标单位
pmm: MMEP 平均机械损失压力
15
动力性指标之间的关系
功率：
Pe Ttq ω Ttq 2n (2in/ τ) pme Vs
角速度（Angular velocity）
转矩：
Ttqi ຫໍສະໝຸດ τpmeVs
转矩（Torque）
Ttq ~ pme
QE
转化为有效 功的热量
25-30
30-40
35-45
QS
传递给冷却介 质的热量
12-27
15-35
10-25
QR
废气带走的 热量
30-50
25-45
25-40
QB
燃料不完全燃 烧热损失
0-45
0-5
0-5
QL
其它 热量损失
3-10
2-5
2-5
说明：
主要由废气带走（ QR ），其次传给冷却水（ QS ）； 在某些汽油机中不完全燃烧损失的热量（ QB ）所占比例较大； 回收QR一直是人们极为关注的问题，如废气涡轮增压；
闭循环
气损失 +提前排气损失W）
Wr
假设工质的压缩及膨胀是绝热 气缸壁和工质间始终存在着热交换，使压缩、膨胀
汽车发动机热平衡解析及优化
第2期 2018年4月内燃机Internal Combustion EnginesNo. 2Apr. 2018汽车发动机热平衡解析及优化赵文仲，陆荣荣，周涛，张雪林(安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心发动机设计研究院，安徽合肥230601 )摘要：汽车热平衡是汽车热管理的重要内容，也是汽车重要的性能开发项目。
如果热平衡不理想，冷却液温度得不到稳 定，一直上升，从而触发发动机的热保护而限扭，或者即便稳定，但发动机的冷却液不是处于良好的工作温度，从而导致 发动机的油耗和排放不佳D从汽车热平衡的根源出发，在对发动机的热平衡充分调查的基础上，通过水路和气路两个路径 来分析和解决热平衡问题，达到了预期的目标，并通过了台架的气蚀试验和可靠性试验D关键词：热平衡；热保护；冷却液温度；气蚀和可靠性试验中图分类号：TIU11 文献标识码：B文章编号：1000 - 6494 (2018 ) 02 - 0016 - 04Analysis and Optimization of Heat Balance of an Automobile EngineZHAO Wenzhong,LU Rongrong,ZHOU Tao,ZHANG Xuelin(Technical Center,Engine Design Research Institute,Jianghuai Automobile Group Corp.,Ltd.,Hefei 230601 ) Abstract：Heat balance of an automobile is an important part of automobile heat management, and is also an important performance development project for automobiles. If the heat balance is not ideal, the temperature of coolant can5t be stable and will rise all the time, thus starting the thermal protection of the engine and Limiting the torque. Or even the coolant temperature is able to be stable, the engine fuel and emissions are not good for unsuitable coolant temperature. Starting from the source of heat balance, based on the full investigation of engine heat balance, the problem of thermal equilibrium is analyzed and solved through the water way and air way. The desired goal is achieved, and cavitation and reliability tests are passed on engine benches.Keywords：heat balance; thermal protection; coolant temperature; cavitation and reliability tests0前言汽车发动机的燃料燃烧产生的热量一部分转 化为曲轴的有效功，一部分经过传人冷却介质散失 到缸外，一部分随同排气直接流出，其佘部分通过 辐射进行热量传播以及克服摩擦转化为摩擦功损失 等。
生态环境-4-5生态学 生态系统(组成、功能) 生态平衡
太阳能对地球表面上能量的传递特 点（2）
B 太阳辐射中的紫外线大部分没有到达地表。这 部分光谱有足够的能量能使化光键断裂，因此各 种生命系统都必须防护免于过分受其照射。
C达到地球表面的太阳能量中有小部分由地面即 反射回空间去，还有一小部分转变为量后再辐射 回空中。
D地球表面各处的太阳能辐射量是不同的。
5.生态系统的组成
必要部分：生物（自养者，分解者、转变者）和 非生物（阳光，营养分）组成
非必要部分：非必要的部分主要是各级消费者 （他养生物）
归纳起来，生产者、消费者、还原者（分解者和 转变者）以及无机营养分是生态系统的四个基本 组成
非必要的部分主要是各级消费 者，它是靠生产者的有机物质为
由上右知，一半用于饲养牲畜后，可供供养的农 民数量是原来的11/20倍。
9.生态系统中的物质循环
各种生物维持生命所必需的化学元素虽然为数众 多，但生物体全部原生质(Protoplasm)中约有 97%以上是由氧、碳、氢、氮和磷五种元素组成， 此外还有硫、钙、镁、钾等等。这些主要的化学 元素在生物圈中的物质循环过程，包含有生物的、 地质的和化学的系统，因而称为生物地质化学循 环
森林是地球之肺
氧与二氧化碳的循环变化是地球生物圈存在的基础。
二氧化碳的吸收者（生物的呼吸作用，特别是人类进行的 各种燃烧过程，消耗大量的氧，同时释放出相应数量的二 氧化碳。如果没有绿色植物的造氧作用，不难设想，总有 一天生物就会从地球上消失掉。
催化裂化装置的物料平衡与热量平衡计算
前言催化裂化过程是石油二次加工的重要过程之一。
监测一个催化裂化装置，唯一正确的方法就是定期考察装置的物料平衡和热平衡。
通过经常收集和研究装置运行的物料平衡和热平衡，才能更好地了解和理解装置运行的历史和现状，予期其未来，并为优化装置操作奠定基础。
理解催化裂化装置的操作，也需要深入了解装置的热平衡。
进料质量、操作条件、催化剂和设备状况的任何变化，都将影响装置的物料平衡及热平衡。
热平衡也是预测合评价装置变化的一个重要工具，这些变化将影响催化裂化产品的数量和质量。
要想深入了解和理解装置运行的物料平衡和热平衡，首先就必须正确做好物料平衡和热平衡计算。
为此目的，本文首先介绍了催化裂化物料平衡和热平衡的计算方法。
物料计量是做好物料平衡的基础。
本文所采用的基本方法是：1、油品1.1 油罐检尺/输油体积计量国家标准GB/ T 1884 石油和液体石油产品密度测定法（密度计法）；国家标准GB/ T 1885—1998 石油计量表；等效采用国际标准ISO 91—2：19911.2流量计计量2、液化石油气2.1球罐计量中华人民共和国石油化工行业标准SH/T 0221—92 液化石油气密度或相对密度测定法（压力密度计法）。
本标准等效采用国际标准ISO 3993—1984。
中华人民共和国石油化工行业标准SH/T 0230—92 液化石油气组成测定法（色谱法）。
用混合油品密度公式求液化石油气20℃密度。
3、焦碳计量用主风实际条件校正主风流量计表。
用奥氏分析仪、气相色谱仪或在线分析仪测再生烟气中的CO2、CO、及O2。
公式计算。
4、干气/富气用实际条件校正干气/富气流量计表。
公式计算。
干气/富气组成测定法（色谱法）。
用石油化工科学研究院分析方法。
热平衡1、方法一：不考虑焦碳吸附热、脱附热。
2、方法二：反应、再生过程中存在焦碳吸附热和脱附热。
参考文献1、石油化工工艺计算图表P113 烃加工出版社1985. 122、梁文杰：〈石油化学〉P100，P477 石油大学出版社1995.3第一节计量1.油品计量油品计量一般有二种方法：油罐检尺/输油体积法和在线流量计测定法。