热能与动力工程基础考试试题.doc

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08mm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。24. 过量空气系数：燃料燃烧实际所用的空气量与燃料燃烧所需理论空气量之比。第3章 涡轮机及喷气发动机1. 反动度：气体作加速流动时损失较小，设计时常使得气流在动叶中也有一定的加速（膨胀）。气流在动叶气道内膨胀程度的大小，常用级的焓降反动度m来表示。m等于气流在动叶气道内膨胀时的理想焓降hb与整个级的滞止理想焓降ht*之比。2. 喷嘴损失：蒸汽在喷嘴叶栅内流动时，汽流与流道壁面之间、汽流各部分之间存在碰撞和摩擦，产生的损失。3. 速比：级的圆周速度与喷嘴出口速度之比。 部分进汽度：有喷嘴的弧段长度与整个圆周长度的比值。 轮周效率：1kg工质所做的轮周功与该级所消耗的理想能量 的比值。4. 相对内效率：蒸汽在汽轮机内的有效焓降与理想焓降的比值称为汽轮的相对内效率。5. 级的反动度：级的反动度等于蒸汽在动叶栅的理想焓降与整级的理想焓降之比。6. 纯冲动级：蒸汽在喷嘴叶栅中进行膨胀，而在动叶栅中蒸汽不膨胀的级称为纯冲动级。 7. 带反动度的冲动级：蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行，只有一小部分在动叶栅中进行的级称为冲动级。8. 调节系统的静态特性：稳定工况时，机组功率与转速的对应关系称为调节系统的静态特性。9. 动叶损失：因蒸汽在动叶流道内流动时，因摩擦而产生损失。余速损失：当蒸汽离开动叶栅时，仍具有一定的绝对速度，动叶栅的排汽带走一部分动能，称为余速损失。（或：蒸汽离开动叶片时具有一定的速度，它在本级已不能转换为机械功，对本级是一种损失，称做余速损失。）10. 调节级：外界负荷变化时，依靠依次启闭的调节阀改变汽轮机第一级的通流面积来改变机组负荷的级。11. 汽轮机的轮周效率：指1kg/s蒸汽在级内所做的轮周功与蒸汽在该级中所具有的理想能量之比。12. 过热度：蒸汽的温度比饱和温度还高的度数。13. 余速损失：蒸汽流出动叶的速度损失。14. 漏汽损失：汽轮机动静部件存在间隙，且间隙前后存在压力差，这使工作蒸汽的一部分不通过主流通道，而是经过间隙，由此形成的漏汽造成的损失。15. 汽轮机级：由喷管叶栅和与之相配合的动叶栅所组成的汽轮机基本作功单元。16. 滞止状态：假想将蒸汽的初速度沿等熵过程滞止到零的状态。17. 反动度：蒸汽在动叶栅中膨胀的理想焓降和整级的滞止理想焓降之比。18. 冲动原理：蒸汽主要在喷管叶栅中膨胀，而在动叶栅中基本不膨胀，只随汽道形状改变其流动方向，汽流改变流动方向时对汽到产生离心力，这样的做功原理。19. 反动原理：蒸汽既在喷管叶栅中膨胀，也在动叶栅中膨胀，且膨胀程度大致相等，这样的做功原理。20. 汽轮机设计工况：指在一定参数、转速、功率等设计条件下的运行工况。21. 级组：由两个以上若干相邻、流量相同、通流面积不变的级组合而成。22. 节流调节：外界负荷变化时，进入汽轮机蒸汽通过同时启闭的调节阀，利用节流的作用改变汽轮机的进汽量，23. 喷嘴调节：外界负荷变化时，进入汽轮机的蒸汽通过依次启闭的调节阀，改变汽轮机第一级的数目达到改变第一级的通流面积，使汽轮机进汽量变化，以改变汽轮机功率的调节方法。24. 热应力：热力设备或部件在启停变工况时，由于温度的变化产生的热变形受限制时在热力设备内产生的应力。25. 汽轮机的汽耗特性：汽轮发电机机的功率与汽耗量之间的关系。26. 汽耗量：汽轮机每发一定功率消耗的蒸汽量。27. 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。28. 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。29. 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。30. 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。31. 热耗率：汽轮机发1KW/h电能消耗的蒸汽量。32. 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。第四章 热力发电与核电1提高火电厂热经济性的热力学途径有哪些？答：主要途径包括两个方面：一是提高个能量转换设备的效率，二是调高循环热 效率。一般来讲，凡是能够提高循环的平均吸热温度或减小冷源损失的措施都可提高火电厂 的热经济性。提高蒸汽动力循环热效率的关键是减少冷源热损失，其主要途径是：提高蒸汽初参数；降低蒸汽终参数；蒸汽中间再过热；给水回热加热（简称回热）。除此之外，尽可能采用热电联产或热电冷三联产；发展燃气/蒸汽联合循环。2 简述凝汽器的工作原理。答：凝气设备在凝汽式汽轮机热力循环中起着冷源的作用，用来降低汽轮机排气压力以提高循环的热效率。降低汽轮机排气压力的最有效办法是将汽轮机的排气凝结成水。因为若蒸汽在密闭的容器中放热，将是溶剂很大的蒸汽被凝结成体积很小的凝结水而集结于凝汽器底部，从而在原来被蒸汽充满的凝汽器空间中形成高度真空。3 热力除氧的原理是什么？答：热力除氧的基本原理是建立在亨利定律和道尔顿定律的基础上的。根据亨利定律，使水面上某气体的实际分压力p将为在不平压差作用下就可以把该气体从水中完全除掉。根据道尔顿定律，把水加热至饱和温度时水蒸气的分压力几乎等于水面上的全压力，其他气体分压力变回去向于零，从而创造了将水中溶解的气体全部除去的条件。亨利定律 当溶于水中的气体与自水中溢出的气体处于动态平衡时，对应于一定的温度，单位体积水中溶解的气体和水面上该气体的分压力成正比。道尔顿定律 混合气体的全压力等于各组成气体分压力之和。对于给水而言，应等于水中各溶解气体的分压力与水蒸气分压力p之和。【需要指出，热力除氧必须将水加热至饱和状态，即使是微量的加热不足，水中含氧量都将不能达到除氧要求的指标。】4 为什么给水回热可以提高循环效率？答：因为回热抽汽减少了汽轮机的排气量，使整机的冷源损失减小，故可提高循环效率。【 回热就是从汽轮机的不同级后抽出已做过部分功的蒸汽来加热凝结水或给水】5 采用主蒸汽来加热给水是否可以提高循环效率？为什么？答：不能，因为主蒸汽是由燃料燃烧放热将热能传递给水而产生的高品位过热蒸汽，其主要用途是用来主机膨胀做功使热能转化为机械能。如果用于直接加热给水，主蒸汽本身的制备需要消耗的能量远大于给水所吸收的热量，故直接用主蒸汽来加热给水不能提高循环效率。【建议大家自行思考，得出更加准确的答案，书上貌似没有】6 为什么热力发电系统中多采用给水回热加热系统？答：排气量的减少缓解了末级通流能力和功率增加的矛盾，在末级叶高相同的情况下可提高单机效率；排气量的减少还使凝汽器热负荷减小，故可减少换热面使凝汽器投资降低；回热抽汽式汽轮机高压段流量增大，从而可增加该处的叶片高度，提高汽轮机的相对内效率；另外，回热抽汽使锅炉热负荷降低，故可减小锅炉投资。因此，多采用给水回热加热系统。7 给水回热加热器的类型有哪些？其特点是什么？答：回热加热器是给水回热系统中的主要设备主要作用是把抽气的热能传给凝结水或给水。 按换热方式的不同，可分为混合式加热器和表面式加热器两类。 特点：混合式：蒸汽与给水直接混合来加热给水。无热端温差，热经济性较高；无金属传热面，结构简单造价低；串联使用时，需多级水泵，系统设备多；主厂房造价高。表面式：通过金属表面将蒸汽热量传给管束内被加热水的。存在热端温差，热经济性低；金属耗量大，造价高；水泵数少，系统简单，运行方便可靠。根据加热器水侧承受压力不同，可将其分为低压加热器和高压加热器。特点：低压加热器：水侧承受的压力较低；高压加热器：水侧承受的压力比新蒸汽压力还要高。8 什么是热电联产和热电分产？答：热电联产：当动力设备同时生产热能和电能良好总能来那个，且生产的热能取自在汽轮机中做过部分功或者全部功的蒸汽时，这种能量生产过程成为热电联产。（以这种方式生产能量的企业称为热电厂）热电分产：当电能和热能分别有动力设备来生产时，成为单一能量生产或者成为热电分产。9 供热式机组的类型有哪些？答：供热机组主要有背压式汽轮机（B型、CB型）、调节抽汽式汽轮机（C型、CC型）和凝汽采暖式汽轮机（NC型）。10 简述总能系统的概念。答：为取得最好的能源利用总效果，除了提高单件设备和工艺流程对能源的利用率外，更具工程热力学和系统工程的原理，综合研究、分析能源转换和能源利用的全过程，按照系统可能得到的能源供应和对各种形式、品位的能量要求，从总体上合理安排好功利用和热利用，并使能量供需之间的品位优化匹配，综合利用好一个单位、一个企业、升至一个地区或多个地区的各类能源，实现能源的高效合理利用，这便是总能系统的概念。11、不补燃的余热锅炉型燃气/蒸汽联合循环有何优缺点？答：不补燃的余热锅炉型燃气/蒸汽联合循环主要优点为：蒸汽循环完全利用燃气废热，热工转换效率高。可达53%左右；结构简单，投资费用低；运行可靠度高；启动快，一般18min可达联合循环发出的2/3功率。主要缺点是：蒸汽轮机的主蒸汽参数收到燃气轮机排气温度的限制，当燃气轮机的压缩比较高时，主蒸汽参数就难以提高。11、燃料电池的特点及工作原理是什么？答： 燃料电池的特点包括：高效能量转换效率高达60%-80%、清洁使用氢能，产物是水，无噪音、安全可靠本体没有转动部件、灵活&操纵性好维修方便，响应快。 工作原理：当阳极连续充入气态燃料（一般为H），阴极上连续充入氧化剂（一般为空气），电极上就会发生电化学反应，并产生电流，同时还会排除热量和HO。12、生物质能有哪几种利用方式？答：生物质能的利用和转化技术大体上分为直接燃烧烧过程、热化学过程和生物化学过程三大类。包括：炉灶燃烧、锅炉燃烧、垃圾焚烧、固体燃料燃烧；包括：热解、气化、直接液化；包括厌氧发酵、特种酶发酵。13、什么叫生物质能？答：生物质能，是一种以生物质为载体的能量，它由植物光合作用直接或间接产生的各种有机体，是一种储存太阳能的可再生物质。15、蒸汽的初终参数对机组的循环效率的影响。答：蒸汽初参数包括初压p和初温t。提高p、t可以增加单位工质的做功能力，使循环热效率增大，但使汽轮机相对内效率减小，但汽轮机绝对内效率却不一定提高。蒸汽终参数 降低可以降低循环的平均放热温度，使冷源损失减小。循环效率提高，同时降低使蒸汽的理想焓降也随之增加第5章 内燃机系统与装置第6章 1 四冲程内燃机与二冲程内燃机工作循环各有什么特点?四冲程内燃机的工作循环包括四个活塞行程：进气过程、压缩过程、膨胀过程和排气过程，完成一个工作循环，曲轴旋转两周。二冲程内燃机中，进气、压缩、膨胀、排气四个过程在两个活塞行程中完成，即曲轴旋转一周完成一个工作循环。二冲程内燃机没有专门的进气行程和人排气行程，排气和近期是在膨胀行程末及压缩行程初进行的。2 内燃机的总体构造 （1） 运动部件 运动部件是把燃烧后的热能转换为机械能的机件，同时把往复运动形式的机械功转变为旋转形式输出。运动部件中主要有活塞、连杆、曲轴组等。（2） 固定部件 固定部件是承受燃气压力、运动部件的惯性力，之城运动部件及所有附属设备的机件。固定部件主要由汽缸盖、汽缸体（或加油底壳）等组成。（3） 配器部件 此机构是指规定的时间开启或关闭进、排气门（口）的机件，其作用是使新鲜充量即使冲入气缸和膨胀后的废气从气缸排出。配气机构中主要有：进气门（或扫气口）、排气门（或排气口）、气门弹簧、摇臂、挺柱、挺杆、凸轮轴等。（4） 燃油系统 此系统的作用是按照内燃机工作过程的需要定时地向气缸内供入一定量的燃油，并使燃油雾化与空气形成良好的可燃混合气。柴油机机械式燃油系统中主要有喷油泵、燃油器、高压油管等；电喷柴油机有高压泵或中压泵、共轨管、喷油器、高速电磁阀及电控单元等；汽油机得燃油系统中主要有化油器或电控汽油喷射系统。（5） 辅助部件 包括空气滤清器、进气管、排气管、消声器、排气后处理装置。此外，内燃机还必须具备润滑、启动、冷却、操纵控制、传动机构等系统及其零部件。汽油机还有点火系，负责定时的点燃可燃混合气。电控电喷汽油机还有负责废弃后处理的三效催化转换器。传统的点火系主要有蓄电池、点火线圈、分电盘、火花塞等。增压发动机则有增压机增压中冷系统。3 内燃机主要的性能指标 (1) 平均有效压力Pme和有效功率Pe平均有效压力Pme即为内燃机每单位气缸工作容积每一循环实际输出的有效功，它是衡量内燃机动力输出强度的一个重要指标。内燃机通过飞轮对外输出的功率称为内燃机的有效功率Pe. (式中:Pme平均有效压力 Mpa;Vs气缸工作容积dm3;i气缸数；n内燃机转速，r/min; 冲程数（四冲程=4，二冲程=2）.)（2）有效功率和有效转速内燃机通过飞轮想外输出的转矩称为有效转矩Ttq(N.m) (2) 燃油消耗率be和有效热消耗率e 内燃机没发出1KW时有效公所消耗的燃油质量称为内燃机的燃油消耗率（油耗率），通常用be(g/KW.h)表示。 式中B为内燃机每单位时间的燃油消耗量，Kg/h 式中Hu为燃油低热值（通常柴油Hu=42500KJ/Kg,汽油Hu=44000KJ/Kg）.(3) 机械效率 气缸内完成一个工作循环所得到的有用功为指示功，单位时间内工质对活塞所作的指示功为指示功率Pi,指示功率扣除了内燃机本身的机械损失功率才是有效功率。有效功率与指示功率之比称为机械效率，用m来表示 4 压缩比 压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最后容积之比称为压缩比，以c表示。即压缩比等于最大容积与余隙容积Vcc之比，汽油机压缩比一般为8.0-10.0，柴油机的压缩比一般为14-22.5 四冲程柴油机和四冲程汽油机的工作原理有何异同 同：无论汽油机还是柴油机，气缸内都有活塞，活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连接，活塞在气缸内作往复运动，通过连杆推动曲轴转动。四冲程内燃机工作循环包括四个活塞行程：近气过程、压缩过程、膨胀过程和排气过程。完成一个工作循环曲轴旋转两周。异：(1) 根据柴油机自燃性好和汽油机点燃性好的特点，柴油机采用压燃式着火，汽油机采用电火花强制点火，故汽油机有点火系统而柴油机没有点火系统。(2) 由于柴油机可燃混合气在气缸内形成，它具有是柴油产生高压（Pmax=12-220MPa）的高压油泵和将高压柴油呈雾状喷入气缸的喷油器。汽油机有化油器式和电控汽油喷射式汽油机之分。化油器式汽油机，可燃混合气主要在气缸外的化油器中形成；电控汽油喷射式汽油机可燃混合气主要在气缸内形成，采用低压喷射，一般在进气过程中，将汽油喷至进气门前，与新鲜空气同时吸入气缸。故这种汽油机有计算机控制的各种传感器和执行机构。(3) 柴油机由于压缩比高，因而热效率高。(4) 柴油机有过量的空气进入气缸，一则用于扫除废气，在保证换气质量的同时，降低排温；二则用于冷却燃烧室避面，降低热负荷；三则留与气缸内的空气还远大于燃料理论上完全燃烧所需的空气量，能保证燃烧完全。汽油机由于受汽油燃料本身特性的约束，用于燃烧的空气小于理论所需的空气量，燃油不可能完全燃烧。(5) 柴油机由于最高燃烧压力比汽油机高，而而转速比汽油机低，因而单位功率的重量比汽油机重。(6) 柴油机由于燃烧过程的压力升高率比汽油机大，因而振动和噪声都比汽油机大。(7) 柴油机结构较复杂，某些机件精度要求特别高（如喷油器、高压油泵），因此造价比汽油机贵，维修比汽油机复杂。6 内燃机负荷特性、速度特性、万有特性概念 （1） 负荷特性：当转速不变，内燃机的燃油消耗率be及燃油消耗量B等参数随负荷大小变化的关系，称为负荷特性。（2） 速度特性：内燃机的速度特性是指油量调节机构保持不变的情况下，主要性能指标（功率Pe、转矩Ttq、排温Tr、燃油消耗率be等）随内燃机转速的变化规律。（3） 万有特性：为了能在一张图上表示出内燃机各种性能参数岁运行工况的变化，一般采用多参数的特性曲线来全面的表示内燃机的性能，这种特性就是万有特性。7 汽油和柴油燃料各有哪些基本特性?汽油：含碳量低；熔点低，易气化；杂质少，价格高；机器动力差，多为民用柴油：含碳量高；熔点高，难气化；杂质多，价格低；机器动力强，经常军用8 汽油机的主要各工况对混合气浓度有什么要求? (1) 稳定工况要求的混合气怠速工况：发动机的热状态较差，节气门机会处于全闭状态，因而进气管内的真空度最大，在气门叠开期，废弃的稀释作用严重，为了抵消废弃对新鲜充量的稀释影响，必须供给非常浓的混合气。如图4-24的A点。随着负荷的增加和节气门开度的加大，废气的稀释作用将逐渐减弱。小负荷工况：要求空燃比如图4-24中由A逐步向B过度。加浓程度随着负荷的加大而减小。中等负荷区：（BC线）节气门已经有足够大的开度，废气的稀释影响已经不大，且已进入发动机经常运行的工况，因此要求够给理想的混合气以后的最佳的排污性和燃油经济性。大负荷时：（CD线）要求随着节气门开度的加大，逐渐地加浓混合气以满足功率的要求。全负荷：（DE线）节气门已全开，为获最大功率，必须供给功率混合气。（2）过渡工况要求的混合气冷起动时，发动机要求供给很浓的混合气才能产生足够的燃油蒸汽，形成可燃混合气。因为在冷启动时，燃油与空气温度很低，燃料政法的百分比很小，燃油粘附在壁面上的现象严重，为保证顺利起动，一般要求=4-5.起动后发动机进入暖机期，随着汽油机的工作热状态逐渐提高，混合气逐渐变稀，一般暖机时的平均空燃比=8.0 9 电控汽油喷射系统的基本原理和优点 优点：它把汽油喷射与点火系统结合在一起，实现了对汽油机供给混合气成分和点火时刻等多参数程序优化控制。它与单独的汽油喷射系统相比，具有更好的灵活性和适应性能，改善了汽车行驶工况下的舒适性和排放性能，是发动机和汽车性能又有明显的提高。基本原理：电控系统以开环控制为基础，并与几个闭环辅助系统相结合的系统，这种控制系统核心就是一个电控单元，用于完成对表征发动机运行工况参数输入信号的采集与数据处理、运算决策与输出控制指令，以提供最佳混合气浓度和点火正时。10 车用增压内燃机有什么特点? P225 定容增压和脉冲增压有何优缺点？车用增压内燃机的特点：车用增压内燃机由于转速高和空气流量变化范围大，致使设计好的内燃机与排气涡轮增压器之间很难在各种工况下都匹配好。如果满足了高速要求，低速时会出现增压压力不足，循环气量小。因此，需采用放气调节的方法。（1） 定压增压，所有汽缸的排气管汇集到一根总管上，然后引向涡轮。排气管压力波动很小，进入涡轮前的排气压力基本连续、稳定、均匀，涡轮平均效率较高。排气管布置简单。（2） 脉冲增压：涡轮平均效率较低，排气支管复杂，但能量传递损失较小。11 活塞平均速度 (S为行程（mm），n为转速（r/min）)12 内燃机的配气定时和作用作用：按照发动机工作循环和做功顺序的要求，定时开启和关闭各气缸进、排气孔道，是新鲜可燃混合气或新鲜空气准时进入气缸，废气准时排出气缸。13 活塞排量与发动机排量活塞排量：Vs 活塞从上止点倒下指点所扫过的容积内燃机排量：Vst 一台内燃机全部气缸工作容积的总和。14 汽油机最佳点火提前角？真空提前和离心提前的工作原理汽油机最佳点火提前角：从点火时刻起到活塞到达压缩上止点，这段时间内曲轴转过的角度称为点火提前角。 混合气从点燃、燃烧到烧完有一个时间过程，最佳点火提前角的作用就是在各种不同工况下使气体膨胀趋势最大段处于活塞做功下降行程。这样效率最高，振动最小，温升最低。真空提前：根据发动机负荷自动调节点火定时，真空点火提前装置以节气门后的真空度为调节基准。通过发动机的转速使点火提前器内部的真空度发生改变让提器前内部的膜片运动并带动点火提前装置从而达到点火提前的效果的。（真空度大小与转速成反比）离心提前：根据发动机的转速自动地调节点火定时。通过驱动轴上的离心飞快带动断电凸轮转动，从而实现点火提前。15 柴油机燃烧室的分类和特点(1) 直喷式燃烧室：形状简单，易于加工，结构紧凑，散热面积小，热效率高。由于一部分燃油在空间先形成混合气而发火，因此柴油机起动性、经济型较好。由于是空间混合，在滞燃期中形成的可燃混合气较多，因此最高燃烧压力及压力增长率较高，工作比较存包，压缩比不宜太高，排污性能相对较差。(2) 分开式燃烧室 优点：工作柔和，压缩比较高，并能在较小的过量空气量下工作，喷油压力较低，机械制造成本低，喷油器孔径大，不易堵塞；缺点：燃烧室构造复杂且不集中，热量损失和节流损失较大，致使经济性和启动性差。16 平均有效压力的概念平均有效压力Pme即为内燃机每单位气缸工作容积每一循环实际输出的有效功，它是衡量内燃机动力输出强度的一个重要指标.17 调速器的功能为了维持发动机稳定转速和限制最高、最低转速，柴油机必须装有调速器。18 汽油机和柴油机的各自主要排放物是什么？汽油机：一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)排放量高，而颗粒物排放量低，氮氧化合物(NOx)排放比柴油机大。 柴油机：颗粒物和氮氧化物(NOx)排放量多而一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)排放量少。 19现代柴油机的一些主要排放控制策略有那些？废气再循环（EGR）的作用和主要原理排放控制策略：提高喷射压力；增加喷油器的喷空疏，减小孔径；适当减小进气涡流；燃烧室口径比的合理确定；在上述措施的基础上，以高喷射压力为基础，配合油、气、室的三者匹配，应该适当减小供油提前角；采用多气门技术；采用泵喷嘴燃油喷射系统；电控共轨燃油喷射系统的应用；高性能可变几何增压技术；柴油机的排气再循环；柴油燃料的改进；清洁燃料的应用；均匀充量压缩燃烧技术；微粒捕集器。作用：降低Nox的排放原理：一部分排气循进气管与新鲜空气混合后进入汽缸燃烧,以增加混合气的热容量,增加燃烧时的散热，降低燃烧时的最高温度,抑制NOx的生成。第6章 制冷与空调1. 制冷：指用人工方法在一定时间和一定空间内将物体冷却，使其温度降低到环境温度以下，保持并利用这个温度。 2. 制冷系数：即制冷循环的性能指标，它表示消耗单位功量所能获得的制冷量，用表示，=q0/w）3. 热泵：指以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统。4. 热力完善度：热力完善度是用来表示制冷机循环接近逆卡诺循环循环的程度，它也是制冷循环的一个技术经济指标。第6章（增加知识面）1. 凝汽式汽轮机：进入汽轮机作功的蒸汽，除少量漏汽外，全部或大部分排入凝结器 LfnQcI$kO 凝结成水。这种汽轮机为凝汽式汽轮机。 jh%, 7 2. 背压式汽轮机：这种不用凝结器，而将进入汽轮机作功后的蒸汽以高于大气压 RionKiN的压力排出，供工业或采暖用的汽轮机称背压式汽轮机。 F:dS-u&L 3. 中间再热式汽轮机：将在汽轮机高压部分作过功的蒸汽全部抽出，引至锅炉再 K/(ZlL热器再次加热到某一温度，然后再重新返回汽轮机的低压部分继续作功，叫中间再热式汽 5=poe1g 轮机。 /AF 5. 汽耗率：汽轮发电机组每发一度电(即1千瓦时)，所消耗的蒸汽量，叫做汽耗 28,HZaXhc率，用d表示。 2f0_Xw_V_ 6. 热耗率：每生产l千瓦小时的电能，汽轮发电机组所消耗的热量叫热耗率，用 6FI0j= q表示。 qB=%8$J 7. 热力除氧器：是以加热沸腾的方式除去给水中溶解的氧气及其他气体的一种 e$azi1设备。 Lv?eGA 8. 煤耗率：每发一度电(1千瓦时电能)所消耗的标准煤。单位：克千瓦时9. 干度：l千克湿蒸汽中含有干蒸汽的重量百分数叫做干度。用X表示。二、简答题：第二章1. 简述火力发电厂的生产过程。答：通过燃烧把燃料的化学能转变成热能，将水加热成具有一定压力温度的蒸汽；然后利用蒸汽推动汽轮机把热能转变成转子转动的机械能，进而通过发电机把机械能转变为电能。2. 什么是锅炉参数？并说明各参数的表示方法及对应的部位。答：锅炉参数是指锅炉的容量、出口蒸汽压力、蒸汽温度和进口给水温度。锅炉的容量用额定蒸发量来表示，是指锅炉在额定的出口蒸汽参数和进口给水温度以及在保证效率的条件下，连续运行时所必须保证的蒸发量，单位为t/h或kg/s，也可用与汽轮机发电机组配套的功率表示为kw或Mw。锅炉出口蒸汽压力和温度是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。一般来说，随着容量的增大，蒸汽压力和温度也相应提高。进口给水温度是指省煤器进口集箱处的给水温度。 3. 什么是锅炉的额定蒸汽参数？答：锅炉的额定蒸汽压力、温度合称为额定蒸汽参数。额定蒸汽压力是指蒸汽锅炉在规定的给水压力和负荷范围内，长期连续运行时应予保证的出口蒸汽压力。额定蒸汽温度是指蒸汽锅炉在规定的负荷范围内，在额定蒸汽压力和额定给水温度下，长期连续运行时应予保证的出口蒸汽温度。4. 什么是煤的发热量？高位发热量与低位发热量有什么区别？ 答：煤的发热量：单位质量的煤完全燃烧后所放出的热量。通常用氧弹测热器测定。煤的高位发热量(Qgr)：氧弹测热器直接测量出氧弹发热值，从中扣除硫和氮燃烧生成的硫酸和硝酸的溶解热后的发热量。煤的低位发热量(Qnet)：从煤的高位发热量中扣除煤中水分和氢燃烧生成的水蒸汽的潜热后的发热量。我国在有关锅炉计算中以低位发热量为准。即高位发热量与低位发热量的区别，就在于是否计入烟气中水蒸汽的汽化潜热。为了便于煤耗指标的可比性，工程中常引入“标准煤”的概念，规定标准煤的低位发热量为29.3MJ/kg(7000kcal/kg)。5. 燃煤锅炉的燃烧方式有哪能些？答：燃煤锅炉的燃烧方式一般可分为三种：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。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。流化床燃烧：原煤经过专门设备破碎为08mm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。6. 组成煤粉锅炉的主要本体设备和主要辅助设备有哪些？答：锅炉本体主要设备包括燃烧室、燃烧器，布置有受热面的烟道、汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空气预热器、联箱等。辅助设备主要包括送风机、引风机、排粉机、磨煤机、给煤机、给粉机、除尘器等。7. 为什么链条锅炉燃烧过程各阶段的分界面都是斜面？答：链条锅炉燃烧从煤层最上面开始的，然后通过传热逐渐向下传播。由于传热方向是自上而下的，而煤层的移动方向是水平的，结果煤层中燃烧过程各阶段的分界面都是斜面。8. 链条炉为何要分段送风？ 答：炉排上煤的燃烧顺序是煤受热干燥，挥发分析出并着火燃烧，焦炭燃烧和燃尽，最后形成灰渣。若送入炉膛的空气沿炉排长度方向上均匀分布（即统仓均匀送风），则炉排中间部分燃烧过程的炽烈阶段将得不到足够的空气，炉排前后两端供应的空气量又会远远大于需要量。结果炉内总的过量空气系数过高，降低了炉膛温度，增大了未完全燃烧和排烟损失。为了适应煤层沿炉排长度方向分段燃烧这一特点，必须向燃烧炽烈的炉排中部送入足够数量的空气，相应减少送至尚未开始燃烧的新煤区和炉排末端燃尽区的空气量。可将炉排下面的风室隔成几段，根据炉排上煤层燃烧的需要对送风进行分段调节分段送风。9. 什么是水冷壁?水冷壁的作用是什么?答：布置在炉膛内壁面上主要用水冷却的受热面，称为水冷壁。它是电站锅炉的主要蒸发受热面。水冷壁的主要作用是：(1)吸收炉内辐射热，将水加热成饱和蒸汽;(2)保护炉墙，简化炉墙结构，减轻炉墙重量，这主要是由于水冷壁吸收炉内辐射热，使炉墙温度降低的缘故；(3)吸收炉内热量，把烟气冷却到炉膛出口所允许的温度 (低于灰熔融性软化温度)，这对减轻炉内结渣、防止炉膛出口结渣都是有利的;(4)水冷壁在炉内高温下吸收辐射热，传热效果好，故能降低锅炉钢材消耗量及锅炉造价。10. 煤完全燃烧的原则性条件是什么？答：煤完全燃烧的原则性条件有：（1）提供充足而合适的氧量；（2）适当高的炉温；（3）空气与煤粉的良好扰动与混合；（4）在炉内有足够的停留时间。11. 锅炉有哪些热损失？答：锅炉热损失包括：（1）排烟热损失。（2）化学不完全燃烧热损失。（3）燃料不完全燃烧热损失。（4）锅炉散热损失。（5）灰渣物理热损失。12. 简述锅炉结焦有哪些危害？答：锅炉结焦的危害主要有：1）引起汽温偏高；2）破坏水循环；3）增大了排烟损失；4）使锅炉出力降低。13. 保证锅炉正常燃烧的四要素是什么？答：保证足够高的炉膛温度；保证合适的空气量；保证煤粉与风的合理混合；保证充足的燃烧时间；14. 组成煤粉锅炉的主要本体设备和主要辅助设备有哪些？答：锅炉本体主要设备包括燃烧室、燃烧器，布置有受热面的烟道、汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空气预热器、联箱等。辅助设备主要包括送风机、引风机、排粉机、磨煤机、给煤机、给粉机、除尘器等。15. 什么是煤的元素分析与工业分析？ 答：元素分析法就是研究煤的主要组成成分。 煤的主要组成成分包括碳(C)，氢(H)，氧(O)，氮(N)，硫(S)，灰分(A)，水分(M).其中碳、氢、硫是可燃成分。硫燃烧后生成SO2及少量SO3，是有害成分。煤中的水分和灰分也都是有害成分。通过元素分析可以了解煤的特性及实用价值。但元素分析法较复杂。发电厂常用较用简便的工业分析法，可以基本了解煤的燃烧特性。煤的工业分析是把煤加热到不同温度和保持不同的时间而获得水分，挥发分，固定碳，灰分的百分组成.16. 链条锅炉炉拱的作用是什么？答：链条锅炉的炉拱分为前拱和后拱，与炉排一起构成燃烧空间。前拱（辐射拱）：位于炉排的前部，主要起引燃作用。吸收来自火焰和高温烟气的辐射热，并辐射到新煤上，使之升温、着火。后拱: 位于炉排后部，主要作用是引导高温烟气，属对流型炉拱。后拱具体作用如下：1）引燃：从引燃看，前拱是主要的；后拱通过前拱起作用，是辅助的。2）混合：后拱输送富氧的烟气至前拱区，使之与那里的可燃气体相混合。前拱一般短，后拱的输气路程较长。后拱烟气的流动速度高，所产生的扰动混合大。从混合上看，后拱的作用是主要的。3）保温促燃：后拱可有效地防止炉排面向炉膛上部放热，能有效地提高炉排后部的炉温，起保温促燃作用。17. 悬浮燃烧设备有哪些？答：炉膛、制粉系统和燃烧器共同组成了煤粉炉的悬浮燃烧设备，这三部分的工作紧密联系、互相影响。炉膛是组织煤粉与空气连续混合、着火燃烧卣到燃尽的空间。煤粉炉内燃烧过程不仅与燃烧器的空气动力特性有关，而且在很大程度上还决定于燃烧器的布置和炉膛本身的结构特。常用的固态排渣煤粉炉的结构比较简单，外形呈高大立方体烟气是上升或旋流上升的流动形式。炉膛四周铺设水冷壁，上部布置有过热器受热面，下部由前后墙水冷壁倾斜形成冷灰斗。大约占全部燃料灰分的1020的灰渣掉入冷灰斗以固体形态排出炉外其余以飞灰形式被烟气带出炉膛。在燃用难着火的煤种时，常在燃烧器区域的水冷壁上敷设卫燃带，保持燃烧区的高温。此外，通常在炉膛出口区把后端伸向炉内形成折焰角，以延长煤粉在炉内的行程，并改善炉内火焰的充满情况，使出口烟温趋于均匀。制粉系统的主要任务是连续、稳定、均匀地向锅炉提供合格、经济的煤粉。它可分为直吹式和中间储仓式两种。直吹式系统中，磨煤机磨制的煤粉全部送人炉内燃烧故磨煤机的制粉量等于锅炉的燃料消耗量。要求制粉量能适应锅炉负荷变化故一般都配有中速或高速磨煤机。中间储仓式制粉系统是把磨好的煤粉先储存在煤粉仓中，然后按锅炉运行负荷的需要，由给粉机将粉仓中煤粉送人炉内燃烧。中问储仓式制粉系统一般都用筒式钢球球磨机并比直吹式系统增加了旋风分离器、螺旋输粉机和煤粉仓等设备。燃烧器的作用是保证煤粉和空气存进人炉膛时能充分混合，煤粉能连续稳定地着火，强烈地燃烧和充分地燃尽，并在燃烧过程中保证炉膛水冷壁不结渣。通过燃烧器进人炉膛的空气一般分为两种：携带煤粉的空气称为一次风，单纯的热空气称为二次风。此外，采用中间储仓式热风送粉的制粉系统的煤粉炉也常将制粉乏气作为三次风送人炉膛。煤粉燃烧器按空气动力特性可分为旋流燃烧器和直流燃烧器两种。18. 直流燃烧器为什么多采用四角布置？答：直流燃烧器大多布置于炉膛四角或接近四角处，四组燃烧器的几何中心与炉膛中心的一个或两个假想圆相切。这种燃烧器称为角置式燃烧器，这种燃烧方式称为切圆燃烧。直流燃烧器喷出的是直流射流，气流自身的点火条件较差。采用四角布置后，某一燃烧器气流着火所需的热量，除依靠本身卷吸热烟气和接受炉膛辐射热以外，主要是靠来自上游邻角正在剧烈燃烧的火焰推向燃烧器根部着火区进行的混合和加热，造成相邻燃烧器的相互引燃作用。另外，四角布置使气流在炉内绕假想切圆强烈旋转，炉内火焰充满程度好，后期混合条件也较好，这都为煤粉气流的燃烧和燃尽过程，创造了有利条件。19. 什么是自然水循环？自然水循环是怎样形成的？ 答：依靠下降管中的水和上升管中的汽水混合物之间的密度差进行的水循环，称为自然水循环。在自然循环锅炉中，下降管一般在炉外不受热，而上升管是在炉内受热，水在上升管中吸收热量后，逐渐成为汽水混合物，其密度减小。这样，下降管与上升管工质之间就产生了密度差，密度差所产生的压差作为推动力，推动工质在循环回路中流动。这种循环流动，没有依靠外力，只靠工质本身状态变化后所产生的密度差，作为推动工质循环流动的动力，所以称为自然水循环。20. 简述自然水循环的工作过程。答：自然循环回路由上升管、下降管、汽包和下集箱组成。工作循环过程：欠热水或饱和水自汽包进入下降管，流经下集箱后进入上升管，在上升管中欠热水受热并在A点开始蒸发，上升管中的汽水混合物进入汽包中的汽水分离器进行汽水分离，分离出来的汽由汽包上部的引出管送至过热器，分离出来的饱和水与从省煤器来的给水混合后进入下降管继续循环。21. 下图为自然循环锅炉炉堂蒸发受热面回路示意图，请说明其组成和工作原理，并在图中表示流体的循环方向。答：1）组成：汽水循环系统由上升管、下降管和汽包以及下集箱组成。1下降管 2下集箱 3上升管 4汽包（或锅筒）2）工作原理：具有欠热的水或饱和水自汽包进入下降管，然后流经下集箱后进入上升管，在上升管中具有欠热的水受热并在A点开始蒸发。A点前的高度为上升管的水段高度Hw，A点后的高度为上升管的含汽段高度Hg。最后，上升管中的汽水混合物进入汽包中的汽水分离器进行汽水分离，分离出来的汽由汽包上部的引出管进至过热器，分离出来的饱和水与从省煤器来的给水混合后进入下降管，继续循环，由于上升管中汽水混合物的密度小于下降管中水的不的密度，下集箱左右两侧将产生压力差，从而驱使工质的循环流动，为此称为自然循环。3）循环方向如图：水由锅筒沿下降管流向上升管，再进入锅筒。22. 什么是循环倍率：答：循环倍率K是循环回路中进入上升管的循环水量G与上升管出口蒸汽量D之比，即K=G/D ，自然循环锅炉的循环倍率是衡量锅炉水循环可靠性的一个主要指标。23. 什么是水冷壁 ？水冷壁的作用是什么 ？答：布置在炉膛内壁面上主要用水冷却的受热面，称为水冷壁.它是电站锅炉的主要蒸发受热面.水冷壁的主要作用是:1) 吸收炉膛中高温火焰或烟气的辐射热量，将水加热成饱和蒸汽；2) 降低炉墙温度，保护和减轻炉墙。这主要是由于水冷壁吸收炉内辐射热，使炉墙温度降低的缘故；3) 吸收炉内热量，把烟气冷却到炉膛出口所允许的温度，这对减轻炉内结渣，防止炉膛出口结渣都是有利的；4）水冷壁在炉内高温下吸收辐射热，传热效果好，故能降低锅炉钢材消耗量及锅炉造价。24. 什么是运动压头？答：沿循环回路高度，下降管和上升管系统中工质密度差所产生的压头，称为运动压头。运动压头是自然循环回路的循推动力，用来克服下降管，上升管和汽包中汽水分离装置的流动阻力，故运动压头在数值上等于上述各项阻力之和。运动压头的大小，取决于饱和水与饱和蒸汽的密度，上升管含汽率和循环回路的高度。随着锅炉工作压力的升高，饱和水与饱和蒸汽密度差减小，在同样的条件下产生的运动压头减小，给自然水循环带来困难。目前，自然循环锅炉的最高汽包工作压力为19.6MPa(200kgf/cm2)。25. 过热器的作用是什么？答：过热器是把饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽的设备.饱和蒸汽加热成过热蒸汽后，提高了蒸汽在汽轮机中的做功能力，即蒸汽在汽轮机中的有用焓降增加，从而提高了热机的循环效率。此外，采用过热蒸汽还可降低汽轮机排汽湿度，避免汽轮机叶片被侵蚀，为汽轮机进一步降低排汽压力及安全运行创造了有利条件。蒸汽温度的提高，受到钢材的高温特性及造价的限制.当前，大多数电站锅炉的过热蒸汽温度在540550之间。26. 再热器的作用是什么？什么参数的锅炉装再热器答：再热器的作用是把在汽轮机高压缸做过部分功的蒸汽，送回锅炉中重新加热，然后再送回汽轮机的低压缸中继续做功。为提高机组循环效率，只提高蒸汽压力而不提高温度，会使汽轮机的排汽湿度过高，影响汽轮机安全。而进一步提高蒸汽温度，又受到钢材的高温特性及造价的限制。采用再热循环，蒸汽在汽轮机中有用焓降增大，这一方面可以进一步提高循环效率(一次再热可提高循环效率4%6%，二次再热可再提高约2%)，另外可使排汽湿度明显下降。再热循环可提高机组循环效率，但使汽轮机的结构及热力系统复杂化，从经济性与必要性考虑，一般超高压以上锅炉才装有再热器.27. 水冷壁运行中常出现的问题是什么？其原因是什么？答：水冷壁运行中常出现的问题是高温积灰和高温腐蚀。1）高温积灰水冷壁上的积灰主要是熔渣。高温积灰形成的原因是燃料灰中的易熔碱性金属氧化物和硫酸盐，在高温下发生升华或形成易熔的共晶体，遇到较冷的受