发电厂热动基础知识ppt课件

热工基础知识 1 水蒸气的状态参数 六个状态参数 温度 压力 比容 内能 焓 熵 2 状态参数 温度T 压力P 比容V T t 273 v V m 工质的基本状态参数 m3 kg 密度 1 v 3 几种压力的关系 P Pa p Pa p Pa P Pa pv P Pa pg 4 压力单位及其换算 压力单位及其换算 1at 735 6mmHg 5 计算题 Je3D2076某地大气压力为755mmHg 试将其换算成kPa bar at P167 答案 解 因为1mmHg 133Pa所以755mmHg 133 755 100415Pa 100kPa又因为1bar 0 1MPa 100kPa所以755mmHg 1bar又因为1at 98kPa所以755mmHg 1at答 755mmHg合100kPa 1bar 1at 6 计算题 Lb3D3030锅炉汽包压力表读数为9 604MPa 大气压力表的读数为101 7kPa 求汽包内工质的绝对压力 P153 解 已知pg 9 604Mpa pa 101 7kPa p pg pa 9 604 0 1017 9 7057Mpa 答 求汽包内工质的绝对压力9 7057Mpa 7 连续性方程 稳定流动的连续性方程式 qm 1A1C1 2A2C2 AC 液体 A1C1 A2C2 或 8 计算题 12 Lb3D3029 P152 某锅炉一次风管道直径为 300mm 测得风速为23m s 试计算其通风量每小时为多少m3 答案 解 已知 23m s D 300mm 0 3m根据Q F F D2 4Q D2 4 23 3 14 0 32 4 1 625m3 s 1 625 3600 5850 m3 h 答 通风量为5850m3 h 9 计算题 14 Lb3D3031 P153 某给水泵 已知其直径d1 200mm处的断面平均流速c1 0 795m s 求d2 100mm处端面的平均流速c2为多少 答案 解 根据连续性流动方程式答 D2处断面的平均流速为3 18m s 10 计算题 14 Je3D3086 P171 某锅炉汽包安全门的启动压力p 14MPa 过流截面的直径d 188mm 求此安全门每小时排汽量 C 0 085 K 1 答案 解 E CA 10 2p 1 K 0 085 d2 4 10 2 14 1 1 0 085 3 1416 18 82 4 142 8 1 1 3391 kg h 3 391 t h 答 安全门排汽量为3 391t h 11 定压下水蒸气的产生过程 末饱和水 饱和水 湿饱和蒸汽 干饱和蒸汽 过热蒸汽 预热阶段 过热阶段 汽化阶段 定压水蒸汽的形成过程 12 定压下水蒸气的产生过程 定压下水蒸气的形成过程 干度 饱和水的X 0 干饱和汽的X 1 湿蒸汽的X 0 X 1 湿度 过冷度 过热度 饱和水的温度与未饱和水温度之差 过热蒸汽温度与饱和水温度之差 ts to t tS 13 卡诺循环 14 朗肯循环 朗肯循环装置系统图 锅炉 等压加热汽轮机 绝热膨胀凝汽器 等压放热给水泵 绝热压缩 15 回热循环 回热循环的装置系统图 利用汽轮机抽汽加热给水的方法 16 再热循环 17 选择题 1 La3A1017 p21 蒸汽动力设备循环广泛采用 A 卡诺循环 B 朗肯循环 C 回热循环 D 强迫循环 答案 B 18 传热知识 传热的方式 导热对流换热热辐射 19 导热的基本定律 傅里叶定律及数学表达式 热流密度 20 平壁的稳定导热 单层 三层 n层 21 计算题 例如Je3D2078 P168 锅炉水冷壁管 44 5 5mm由20g碳钢制成 其内壁温度为t2 318 外壁温度为t1 338 热导率 1 48W m 若其内壁结了1mm厚的水垢 水垢的热导率 2 1W m 求结垢前后单位面积导热量 解 结垢前单位面积的导热量q1q1 t1 t2 1 1 1 t1 t2 1 48 330 318 0 005 115200 W m2 结垢后单位面积的导热量q2q2 t1 t2 1 1 2 2 330 318 0 05 48 0 001 1 0 10868 W m2 答 结垢前单位面积的导热量q1 115200W m2 结垢后单位面积的导热量q2 10868W m2 22 对流换热 牛顿公式 对流换热热流密度 W m2 对流换热 W m2 W 23 计算题 例如 Jd3D2050 P158 水在某容器内沸腾 如压力保持1MPa 对应饱和温度t0 180 加热面温度保持t1 205 沸腾放热系数为85700W m2 求单位加热面上的换热量 解 q a t1 t0 85700 205 180 2142500 W m2 2 14 MW m2 答 单位加热面上的换热量是2 14MW m2 24 热辐射的基本概念 G G G G 1 吸收率 反射率 穿透率 25 热辐射的基本概念 落在物体上的辐射能全部穿透物体 即落在物体上的辐射能全部吸收 即落在物体上的辐射能全部反射出去 26 热辐射的基本定律 W m2 实际物体的辐射力 E 0 辐射力 在单位时间内 物体单位表面积向周围空间发射的总辐射能 称为辐射力 斯蒂芬 玻尔兹曼定律 黑度 W m2 C0 黑体的辐射系数5 67W m2K4 27 热辐射的基本定律 基尔霍夫定律 确定了任意物体的辐射力E和吸收率 之间的关系 结论 1 2 同温下E0最大 3 E 28 计算题 例如 Jd3D1049 P157 已知一物体吸收系数 0 75 求当该物体温度t 127 每小时辐射的热量 辐射系数C0 5 67W m2K4 解 0 75 5 67 273 127 100 4 1089 W m2 答 该物体的辐射量是1089W m2 29 计算题 Je3D3085 P171 某锅炉炉膛火焰温度由1500 下降至1200 时 假设火焰发射率 0 9 试计算其辐射能力变化 全辐射体的辐射系数C0 5 67W m2K4 解 火焰为1500 时辐射能量E1E1 C0 T 100 4 0 9 5 67 1500 273 100 4 504 267 kW m2 火焰为1200 时辐射能量E2E2 C0 T 100 4 0 9 5 67 1200 273 100 4 240 235 kW m2 辐射能量变化E1 E2 504 267 240 235 264 032 kW m2 答 辐射能量变化为264 032kW m2 30 计算题 Jd3D3051 P158 求绝对黑体在温度t 1000 时和t 0 时 每小时所辐射的热量 解 当t 1000 时 T 1000 273 1273K C0 5 67E0 C0 T 100 4 5 67 1273 100 4 148901 W m2 当t 0 时 T 273K E0 C0 T 100 4 5 67 273 100 4 315 W m2 答 当t 1000 和t 0 时 辐射的热量分别是148901W m2和315W m2 31 换热器 换热器 把热流体的热量传递给冷流体的设备 换热器分类 按工作原理分 表面式 混合式 蓄热式 32 换热器 三分仓回转式空气预热器 烟气 一次风 二次风 33 换热器 高压加热器芯子 34 静压力 静压力 1 定义 3 特性 人们把单位面积上所受到的流体作用力 称为平均静压力 1 任意一点的静压力在各个方面方向上都相等 2 静压力的方向垂直指向作用面 流体作用力P的单位是N 牛 静压力p的单位是N m 通常用Pa 帕 表示 即1Pa 1N m 2 公式 p P S 35 静力学基本公式 静力学基本公式 流体内部M点的静压力 p p0 gh 上式即为流体静力学基本公式 M h p0 36 静力学基本公式 静力学基本公式 应用步骤 1 选择正确的等压面 由静压力值相等的点所组成的面称为等压面 一般选在两种液体的分界面或气液分界面上 2 列出等压面方程 3 解方程 37 静力学基本公式 静力学基本公式 计算巩固 在水箱水深h 2 5米处安装一压力计M 如图示 已知测量自由液面的U形水银压力计柱高 h 100mm 试求压力计M的读数 解 p0 g h 13 6 9807 0 1 13 34kPa pM p0 gh 13 34 9807 2 5 37 86kPa 38 等压面 等压面 等压面 判断 如图示 哪两个面是等压面 平面0 0和0 0 是等压面 正确答案 点3与点2压力也相等 39 连通器 连通器 连通器 1 定义 2 形式 在液面以下相互连通的盛装液体的容器 1 连通器内盛装同一种液体 密度相等 1 2 并且自由液面上的外压力也相等p01 p02 p01 gh1 p02 gh2 两个敞口容器内盛装的都是水 选择等压面0 0 得到 各种水位计 油位计 应用 40 连通器 连通器 连通器 2 连通器内盛装同一种液体 密度相同 1 2 但自由表面的外压力不同 p01 p02 p01 p02 gh P01 p02 gh 选择等压面0 0 得到 液体液位高度差值 就是容器内的压力差 差压平衡装置 结论 应用 41 计算题 答案 解 h2 150 60 210mm 2 0 0012m kg 1 0 0016m kg根据连通器原理 列出静压平衡方程式 因为 1gh1 2gh2 1 1 1 2 1 2所以h1 1 h2 2 h1 h2 1 2 210 0 0016 0 0012 280mm因汽包中心线高于水位计50mm 故汽包内水位计距汽包中心线距离为h 280 150 50 80mm答 汽包内水位计距汽包中心线 80mm 42 计算题 解 根据静力学基本方程 p h Hgg P0凝汽器的绝对压力p p0 Hggh 9 807 104 13 34 104 0 706 3890 Pa 凝汽器的真空pr p0 p 9 807 104 3890 94180 Pa 答 凝汽器的绝对压力为3890Pa 真空为94180Pa Je3D2075 P166 如图D 4所示 求凝汽器内的绝对压力和真空值 43 计算题 Je3D2077 P167 如图D 5所示的汽包内工作压力Pg 10 9MPa 水位计读数h1 300mm 若水位计中水温为260 计算汽包实际水位h2及差值 h 根据已知的汽包工作压力Pg 10 9MPa 水位计中水的温度t 260 查出汽包中饱和水密度 2 673kg m 水位计中水的密度 1 785kg m 解 在水连通管上取点A A点左右两侧静压力相等 若略去高差 h一段蒸汽的重位压头 可列出如下方程式 2g h h1 1gh1673 h 0 3 785 0 3 h 0 3785 673 0 3 673 0 0499 m 50 mm 汽包内的实际水位h2 h1 h 300 50 350 mm 答 汽包内的实际水位h2 350mm 汽包内的实际水位与水位计水位差值 h为50mm Pg 2gh2 Pg 1gh1 44 计算题 Jf3D3099 P174 汽轮机润滑油压保护用压力开关的安装标高为5m 汽轮机转子标高为10m 若要求汽轮机润滑油压小于0 08MPa时发出报警信号 则此压力开关的下限动作值应设定为多少 润滑油密度800为kg m 解 p 0 08 g H 0 08 0 08 9 8 10 5 10 6 0 1192 MPa 答 压力开关的下限动作值应选在0 1192MPa 45 计算题 Jf3D3098 P173 过热器管道下方38 5m处安装一只过热蒸汽压力表 其指示值为13 5MPa 问过热蒸汽的绝对压力p为多少 修正值C为多少 示值相对误差 为多少 解 已知表压pg 13 5MPa H 38 5m 大气压pa 0 098067MPap pg gH pa 13 5 10 38 5 9 8067 10 6 0 098067 13 22 MPa C 13 5 13 22 0 28 MPa 13 5 13 22 13 22 100 2 1 答 绝对压力为13 22MPa 修正值为0 28MPa 示值相对误差为2 1 46 流动阻力损失 hs 包括 沿程阻力损失 局部阻力损失 总阻力损失 沿程阻力损失 局部阻力损失 用于液体 用于气体 47 能量损失图 48 层流与紊流 1 流体流动的两种不同状态 层流 流体质点之间互不掺混的定向分层流动 紊流 流体质点之间互相掺混 互相碰撞的紊乱流动 2 雷诺数及流态判别 临界值 则 Re 2300时 圆管中流动为层流 Re 2300时 圆管中流动为紊流 49 沿程阻力损失的计算 管路长度L 管路直径d 管中流速v 其中 为沿程阻力系数 其值有实验确定或 50 局部阻力损失的计算 计算公式 其中 局部阻力系数查表获得 51 总阻力损失计算 52 计算题 Lb3D4033 p153 管子内径为 100mm 输送水的流速 1 27m s 水的运动粘度 0 01 10 4m2 s 试问管中水的流动状态 解 输送水时的雷诺数Re答 水在管中是紊流状态 53 计算题 Lb3D4032一水泵的吸水管上装一个带滤网的底阀并有一个铸造的90 弯头 吸水管直径d 150mm 其流量Q 0 016m3 s 求吸水管的局部阻力为多少 弯头的阻力系数 1 0 43 底阀滤网的阻力系数 3 解 流速局部阻力损失答 吸风管的局部阻力损失为0 143m 2O Lb3D4032 p153 一水泵的吸水管上装一个带滤网的底阀并有一个铸造的90 弯头 吸水管直径d 150mm 其流量Q 0 016m3 s 求吸水管的局部阻力为多少 弯头的阻力系数 1 0 43 底阀滤网的阻力系数 2 3解 流速局部阻力损失答 吸风管的局部阻力损失为0 143m 2O 54 热膨胀 金属是如何进行膨胀呢 55 有关热膨胀计算公式 轴向膨胀即线性膨胀伸长量计算公式 L L L t L 线性膨胀热伸长量 mmL 膨胀物体的轴向长度 mm L 线膨胀系数 1 t 膨胀前后的温差 56 例如 Je3D3079 p168 锅炉水冷壁垂直高度为30m 由冷炉生火至带满负荷 壁温由20 升至360 求其热伸长植 L 线膨胀系统 L 0 000012 1 解 热伸长值 L L L t 30000 0 000012 360 20 122 4mm答 热伸长值为122 4mm 57 58 发电培训室 谢谢 辽电公司大连培训中心 59 休息一会 60