緒論
第一章 基本概念
1. 何謂能量?它通常有哪六種形式?
所謂能量就是產(chǎn)生某種效果或變化的一種能力,它是為能源所擁有的。
機(jī)械能,熱能,電能,核能,化學(xué)能,輻射能。
2. 各種能量形式之間能否轉(zhuǎn)換?最基本的能量形式是哪種?為什么?
熱能是最基本的能量形式,所有其他能量形式都能轉(zhuǎn)化為熱能
3. 解釋:一次能源、二次能源、可再生能源、非再生能源、常規(guī)能源、新能
源。
凡自然界存在的,并可直接取得熱不改變其基本形態(tài)的能量稱一次能源。 由一次能源經(jīng)加工或轉(zhuǎn)換而形成的另一種形態(tài)的能源產(chǎn)品稱為二次能源。 可再生能源。即可以不斷再生并有規(guī)律的得到補(bǔ)充的能源,是取之不盡用之不竭的。
非可再生能源,經(jīng)億萬年形成的,短期內(nèi)無法再生的能源。 利用技術(shù)比較成熟且被大規(guī)模利用的能源,故稱常規(guī)能源。 尚未被大規(guī)模利用,正在積極研究開發(fā)的能源稱新能源。
5熱能產(chǎn)生的途徑是什么?熱能能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能和電能嗎?途徑是什么? 產(chǎn)生途徑1.直接產(chǎn)生如地?zé)崮埽Q鬅崮堋?.通過轉(zhuǎn)換產(chǎn)生。 轉(zhuǎn)換成機(jī)械能:如推動(dòng)內(nèi)燃機(jī),汽輪機(jī) 轉(zhuǎn)換成電能: 如熱電發(fā)電
6在熱能利用方面,需要關(guān)注哪兩大問題? 1提高能源利用率。2減少環(huán)境污染
7何謂熱力循環(huán)?何謂正循環(huán),何謂逆循環(huán)?
所謂熱力循環(huán):就是工質(zhì)從某一熱力狀態(tài)起始,經(jīng)過一系列變化后又回到原來初始狀態(tài)的熱力過程。
8熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)是什么?試列出其數(shù)學(xué)表達(dá)式。(普遍式、閉口系、開口系)
熱力過程中能量可以想換轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)移但總能量保持不變。 普通式:Q=ΔE+W 閉口系:Q=ΔU+W 開口系:Q=ΔU+ +qgΔz +W+ΔPV
9熱力學(xué)第二定律與熱力學(xué)第一定律有什么不同?試舉例說明熱力學(xué)第二定律。
熱力學(xué)第一定律表明能量傳遞和轉(zhuǎn)移時(shí) ,其數(shù)量守恒。
熱力學(xué)第二定律指出一切自發(fā)過程都是不可逆的,闡述能量傳遞和轉(zhuǎn)移的方向。常溫冰融化成水。 10試述能源有效利用的途徑。能源有效利用常用評(píng)價(jià)指標(biāo)的定義及物理意義。 ① 減少轉(zhuǎn)換次數(shù)和傳遞距離。 ② 按能量品位合理利用,盡可能防止高品位降級(jí)使用。
③ 提高總能系統(tǒng)利用率。 ④ 開發(fā)利用新能源。
11試述傭及傭效率的定義及物理意義。 處于某一狀態(tài)的熱力系,可逆的變化到與周圍環(huán)境狀態(tài)相平衡時(shí),可以轉(zhuǎn)化為有用功的能量。 12總能系統(tǒng)的定義及其評(píng)價(jià)方法。
某系統(tǒng)所需的能量幾乎都由該系統(tǒng)中所設(shè)置的唯一熱源提供,按照能量品位的高低級(jí)進(jìn)行梯級(jí)利用總的安排好功熱與物料熱力學(xué)能等各能量之間的配合關(guān)系與轉(zhuǎn)換使用,以獲取最有利的能源利用的總效果。
評(píng)價(jià)方法:以熱力學(xué)第一定律為基礎(chǔ)的指標(biāo)能源利用率 以熱力學(xué)第二定律為基礎(chǔ)的指標(biāo)
13何謂動(dòng)力機(jī)械、一次動(dòng)力機(jī)械、二次動(dòng)力機(jī)械?
所謂動(dòng)力機(jī)械是指將某種能量直接轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并拖動(dòng)其他機(jī)械進(jìn)行工作的機(jī)械,又稱原動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)。
14環(huán)境污染的種類、產(chǎn)生原因、防治辦法。
1熱污染;熱能利用或動(dòng)力技術(shù)應(yīng)用中伴隨產(chǎn)生的能量損失以熱能形式傳給環(huán)境。 2 空氣污染;以燃料為能源的車輛,供熱設(shè)備,熱力發(fā)電廠等的廢氣,廢料向環(huán)境的排放及廢物在大氣中燃燒。
3噪聲污染:鍋爐發(fā)動(dòng)機(jī)等設(shè)備運(yùn)行時(shí)由于機(jī)械振動(dòng),進(jìn)排氣氣流高速流動(dòng),燃燒過程中的壓力脈動(dòng)和傳播等都會(huì)形成噪聲。
4放射性污染:核燃料等放射性物質(zhì)使用或管理不當(dāng)造成射線泄漏。 5其他污染:如粉塵,灰渣,等等 防治方法:
1改善動(dòng)力機(jī)械和熱能利用的各種設(shè)備結(jié)構(gòu)。 2 采用高效低污染的新型動(dòng)力循環(huán)。
3 采用代用燃料與待用工質(zhì),禁用某些材料。 4開發(fā)新能源。
5研究性能優(yōu)良的技術(shù)部件。
6建立噪聲綜合治理區(qū)和噪聲達(dá)標(biāo)區(qū)。 7綜合治理環(huán)境。
8從可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)出發(fā) 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。 第二章 渦輪機(jī)
1. 何謂汽輪機(jī)?試述其基本結(jié)構(gòu)、基本工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)。
汽輪機(jī)是以蒸汽為工質(zhì)的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械。 由靜子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。 靜子包括:汽缸,隔板和靜葉柵。進(jìn)排氣部分,端汽封以及軸承,軸承座等。動(dòng)子包括:主軸,葉輪和動(dòng)葉片,聯(lián)軸器等。
工作原理:具有一定溫度和壓力的從鍋爐出來的蒸汽流經(jīng)噴管,由于噴管 3
中流通界面的變化蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,并推動(dòng)葉片和葉輪旋轉(zhuǎn),從而對(duì)外做機(jī)械功。
優(yōu)缺點(diǎn):?jiǎn)螜C(jī)功率大,機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠,壽命長(zhǎng)。經(jīng)濟(jì)性差,組成復(fù)雜。
2. 分析汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和水輪機(jī)的異同。
同:都是旋轉(zhuǎn)葉片式動(dòng)力機(jī)械。 異:汽輪機(jī)以蒸汽為工質(zhì),燃?xì)廨啓C(jī)以空氣和燃?xì)鉃楣べ|(zhì)。 是外燃機(jī)。水輪機(jī)是將水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為葉輪的機(jī)械能。是水動(dòng)力機(jī)。
3. 沖動(dòng)作用原理、沖動(dòng)級(jí)、反動(dòng)作用原理、反動(dòng)度、反動(dòng)級(jí)的概念。
當(dāng)氣流在氣道內(nèi)不膨脹加速,而只是隨氣道形狀而改變其流動(dòng)方向,氣流因改變流動(dòng)方向而而對(duì)流道產(chǎn)生作用力(離心力)稱沖動(dòng)力。蒸汽所做的機(jī)械功等于它在動(dòng)葉片中動(dòng)能的變化量。靜,動(dòng)葉片組成的級(jí)稱沖動(dòng)級(jí)。 如果蒸汽在氣道內(nèi)隨氣道改變流動(dòng)方向的同時(shí)仍繼續(xù)膨脹,加速,則加速的氣流流出氣道時(shí),對(duì)動(dòng)葉柵施加一個(gè)與氣流流出方向相反的反作用力,這個(gè)力叫反動(dòng)力。依靠反動(dòng)力推動(dòng)的級(jí)叫反動(dòng)級(jí)。 反動(dòng)度:蒸汽在動(dòng)葉氣道內(nèi)膨脹時(shí)的理想焓降與整個(gè)級(jí)上的滯止焓降之比。 4. 何謂燃?xì)廨啓C(jī)?試述其基本結(jié)構(gòu)、基本工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)。
燃?xì)廨啓C(jī)是以燃?xì)夂涂諝鉃楣べ|(zhì)的將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械。 由進(jìn)氣道,壓氣機(jī),燃燒室,渦輪(透平),尾噴管組成。
空氣不斷被吸入,在壓氣機(jī)內(nèi)壓縮整呀后進(jìn)入燃燒室與噴出的油混合燃燒成高溫高壓的燃?xì)猓谶M(jìn)入透平中膨脹做功。
優(yōu)缺點(diǎn):機(jī)動(dòng)性能好,體積小,單機(jī)功率大,噪聲小。油耗大,對(duì)材料要求高,制造工藝復(fù)雜。 5. 何謂透平級(jí)?
是由一個(gè)靜子與轉(zhuǎn)子組成的基本工作單位。
6. 試用焓熵圖分析蒸汽在噴嘴中、動(dòng)葉柵中的熱力過程。
