汽轮机技术问答

汽轮机技术问答篇一：汽轮机技术问答汽轮机技术问答第一章热工基础知识1.什么叫热机?答:将热能转变成机械能的设备,统称为热机.如:汽轮机、蒸汽机、燃气轮机等都属于热机。

2.什么叫工质?答:在热机中,热能转变为机械能必须借助于某种工作物质,依靠它在热机中的状态变化(如膨胀)而获得功,这种工作物质叫“工质”。

为了在工质中膨胀中获得较多的功,工质应具有良好的膨胀性,在热机的不断的工作中,为了使工质方便的流入与排出,还要求工质具有良好的流动性。

因此,在物质的三态中,气体最适于作为工质,目前火力发电厂主要以水蒸气作为工质。

3.什么叫物质的三态?答:自然界存在的物质有三种状态,即固态、液态、气态,这三种状态叫做物质的三态。

每一种物质随着外界条件的变化,它本身的状态也在发生变化。

比如,水是液体加热时,它的温度升高,可变成气态,即水蒸气;反过来,如将水冷却,它的温度下降,又可以变为固体---冰。

在热力原动机中,都是用气体来推动机件工作的,如汽轮机用的是水蒸汽,燃气轮机用的是燃气等。

所以了解气体的性质是很重要的。

4.什么是工质的状态参数?常用的状态参数有几个?基本状态参数有几个? 答:凡是能够表示工质状态特性的物理量就叫做状态参数。

常用的状态参数有六个,即:温度、压力、比容、内能、焓和熵。

基本状态参数有温度、压力、比容,这三个参数可以直接测得,它们是最早被确定的具有简单物理意义的三个状态参数。

5.什么是温度?它有几种表示方法?答:温度是表明物体冷热程度的度量。

测量温度有二种标准(又称温标)。

测量温度的标尺称温标。

常用的有百度温标和绝对温标。

(1).百度温标又称摄氏温标。

规定在标准大气压下纯水的冰点的0度,沸点为100度,在0度与100度之间分成100个格,每格为1度,这种这种温标摄氏温标,用“C”表示度,用“t”表示度数。

(2).绝对温标又称开氏温标。

以摄氏零下273度作为0度,以摄氏温度的度来划分的温标称为“绝对温标”。

这是热工学上采用的一种温度表示方法,用“K”表示度,用“T”表示度数绝对温标与摄氏温标之间的换算关系是: 摄氏→绝对:T=t+273(K)绝对→摄氏:t=T-273(℃)6.什么叫压力?它有几种表示方法?答:单位面积上所受的垂直作用力称为压力。

在物理学中称为压强用符号“P”表示。

压力的单位,从上式定义中得出,即P=F/A在国际单位中,作用力F的单位为牛顿(N),承受作用力的面积A的单位为㎡,则压力P的单位为帕斯卡(Pa),简称帕,工程上常用兆帕(MPa)作为压力的单位。

另外,在工程单位制中F的单位常用千克力(Kgf)表示,并将1Kgf/cm2定为一个工程大气压(at)。

(1)工程大气压(1Kgf/cm2=98066.5Pa)压力的单位也可以用液柱高度来表示:一工程大气压=10MH2O=9.81N/cm2=98100Pa=0.725mHg(2)物理大气压:物理学上,把纬度45度海平面常年平均气压定为标准大气压或称为物理大气压,其值为760mmHg,换算成国际单位和工程单位为:1物理大气压=0.1013MPa=1.033at(3)绝对压力和表压力:在容器内的气体压力有可能高于或低于大气压力。

当其压力高于大气压时,称其为正压,反之,称为负压或真空。

不论是正压或负压,容器内气体的真实压力称为绝对压力,用P绝表示。

而压力表测得的压力称为表压力,P表表示。

P绝=P表+PB或P表= P绝-PB7.什么叫真空和真空度?答:当容器内的压力低于大气压力时,把低于大气压的部分叫真空。

对于负压容器来说,由于表压力往往用H来表示,其关系式为:PB=P绝+H或H=PB-P绝有时真空的大小用百分数表示,则称其为真空度。

真空度是真空与大气压力比值的百分数,即:真空度=H/PB×100℅在凝汽器内绝对压力不变的情况下,真空度随着压力的变化而变化,所以在理论计算上,使用绝对压力来表示汽轮机凝汽器内的真空较为妥善。

在已经测得的大气压力和凝汽器内真空水银柱高度之后,绝对压力可由下列公式计算: P绝=PB-H/7358.什么叫比容和密度?它们之间有什么关系?答:单位质量的工质所占有的容积,称为该物质的比热,用符号u表示。

其单位为(m3/Kg),如有M千克质量的工质占有Vm3的容积,则其比容为:u＝V/M(m3/Kg)相反单位容积内的工质所具有的质量,称为该工质的密度。

其单位为千克/立方米(Kg/m3)。

显然比容和密度互为倒数,即比容和密度不是独立的两个参数,而是同一个参数的两种不同的表示方法。

在热工学中,通常用比容作为状态参数。

9.什么叫做平衡状态?答:所谓平衡状态,就是指在没有外界作用的情况下,可以长期保持的状态。

工质处于平衡状态时,可以认为其各部分具有相同的压力,温度及比容,所以只有工质处于平衡状态时,才可以用一组参数加以描述。

10.什么是不可逆过程?答:存在能量损失的过程叫做不可逆过程。

实际的过程都是不可逆过程。

11.什么叫绝热过程?答:在与外界没有热量交换的情况下所进行的过程为绝热过程。

如汽轮机等热机,为了减少散热损失,外有绝热材料,而工质所进行的膨胀过程极快,在极短时间来不及散热,其热量损失很小,可忽略不计,把工质在这热机中的过程作为绝热过程处理。

12.什么是等熵过程?答:绝热过程中,气体的熵不变,为等熵过程。

在有能量损耗的不可逆过程中,虽然没有加入热量,但工质要吸收由于摩擦,扰动等损耗而转变成的热量,这部分热量使得工质的熵是增加的。

汽轮机工质膨胀是一个不可逆的绝热过程。

13.什么叫做水蒸汽的热焓?答:热焓简称焓,是热工计算中常用的一个状态参数。

它等于内能和压力势能之和。

用符号i表示,单位是千焦/公斤(KJ/Kg)。

从热力学的观点来看,蒸汽的热焓就是蒸汽的能量,对于一定状态下(温度、压力)单位重量的蒸汽,其热焓是一定的。

14.什么是蒸汽的熵?答:熵也是一个常用的状态的参数,它是衡量热力体系中不能利用的热能指标,熵增大,表示气体做功能力减小。

在一定的条件下,熵在数值上等于温度除于热量所得的熵。

用符号S表示。

15.什么是理想气体?答:分子之间不存在引力,分子本身不占体积的气体叫做理想气体。

这是什么意思呢?我们知道,气体和固体、液体不同,它的分子之间的距离很大。

当气体容积增大时,随着分子间距离的增大,气体分子间的引力就减小,同时分子本身的体积在总容积中所占的比例减小。

当分子间的距离很大很大时,这个比例就变得很小很小,在极限情况下,分子间的引力就变为零,分子本身也不占体积了,这样的气体就变成了理想气体。

16.什么是内能?其单位是什么?答:气体内部所具有的各种能量,统称为气体的内能,气体的内能主要包括分子的内动能和内位能两部分。

气体内部分子的热运动所具有的动能,称为分子的内动能。

分子内动能仅是温度T的函数、气体温度越高,分子热动能就愈大。

分子之间的吸引力同样具有分子的内位能,它的大小和分子间距离有关。

分子的内位能是压力P或比容V的函数。

可见气体的内能决定于它的温度T和比容V,也就是决定于气体所处的状态,所以内能也是一个状态参数。

单位:工程单位制---千卡/公斤(Kcal/Kg)国际单位制---焦耳/千克(J/Kg)17.什么叫功?其单位是什么?答:功就是力和距离的乘积。

功的大小根据物体在力的作用下,沿力的作用方向移动的距离来决定,改变它的距离,就改变了功的大小,可见功不是状态参数,而是与过程有关的一个量。

其单位:工程单位制千克力·米(Kgf·M)国际单位制牛顿·米(N·M) 焦耳(J)18.什么叫热量?其单位是什么?答:高温物体把一部分能量传递给低温物体,其能量的传递的多少用热量来度量。

热量的传递的多少和热力过程有关,叫过程量。

只有在能量传递的热力过程中才有功和热量的存在,没有能量传递的热力状态是根本不存在什么热量的,所以热量不是状态参数。

其单位:工程单位制千卡/(Kcal)国际单位制1千卡=4.1868千焦19.什么是热力学第一定律?答:热力学第一定律是能量守恒及转换定律,能的形式可以相互转换,热能可以转变为机械能,机械能可以转变为热能,转换时,它们的数量是相等的。

这个客观规律称为热力学第一定律。

比如,质量1千克的某气体,在汽缸中进行热力过程时从外界吸热。

气体温度升高时,表明气体内动能增加,气体比容增大,表明分子之间的距离增大,这就必须使加入气体的热量中消耗一部分热能用来克服分子间的吸引力而做功,以增加气体的内位能。

因此,加入气体的热量除去增加气体的内位能和内动能以外,其余部分才用来推动活塞对外界做功。

放热情况则与此相反。

这样,根据能量守恒定律就可以得出一般情况下可用的热力学第一定律。

20. 什么是热力学第二定律?答:热力学第一定律确立了热能在传递和转换时数量关系,但它没有说明热能传递和转换的方向、条件和程度,那么热能传递和转换的方向、条件、程度是什么呢?如:两个温度不同的物体相接触时,热量总是从高温物体传递到低温物体。

又如:机械能可以通过摩擦转换成热能,等等。

上述过程进行时,不需要任何条件,能自发地进行,而要使上述过程反向进行成为可能,就必须补充一定的条件。

所以,热能的传递和转换过程是有方向的,违反其方向性,必须补充一定的条件,付出一定的代价。

另外,通过对卡诺循环的分析已经知道,热能转换成机械能,不是全部而只能是其中的一部分,其余的部分只能作为冷源损失。

无数实践证明,在自然条件中,一切热力过程都是自发地遵循着一个方向进行的,当需要反方向进行时,就要受到限制,需要附加一定的条件,付出一定代价,热力学第二定律揭示了热力过程进行方向、条件、程度的基本规律。

热力学第二定律是人们长期观察所得的结果。

由于各人所观察的事物不同,所以热力学第二定律有各种不同的叙述方法。

现将常见的几种说法引述一下:(1).克劳斯修说法:热不可能自发地,不付出代价地，从一个高温物体传到另一个低温物体。

(2).开尔文说法:不可能从单一热源取热,使之全变为功而不产生其它影响。

还有其它的说法,在此不再一一引述,虽然各种说法不同,但其实质都说明热力过程具有方向性这一客观规律。

21.什么是热力过程?有哪些典型的热力过程?答:工质在一定的条件下,由一状态改变为另一种状态所经过的路径,叫做热力过程。

比如水的加热和冷却都是热力过程。

在热力工程上典型的热力过程有以下几种:(1)等温过程:工质在温度维持不变的条件下(T=常数),由一种状态改变到另一种状态的过程,叫等温过程。

汽轮机的排汽在凝汽器内的凝结过程,可近似地看作等温过程。

(2)等容过程:工质在体积维持不变的条件下(V=常数),由一种状态改变到另一种状态的过程,叫等容过程。

等容过程的特点是不向外做功,即W=O。

(3)绝热过程:这是在即不输入热量也不输出热量(q=O)的条件下,物质由一种状态改变到另一种状态的过程。