热能与动力工程概论.ppt

热能与动力工程热能与动力工程 概论（一）概论（一） 能源与动力工程学院能源与动力工程学院 20072007年年1010月月 课程内容简介课程内容简介 “热能与动力工程概论”是我们专业的一 门专业选修课，共8学时，0.5学分。课程目 的是让同学对我们专业所涉及的工程对象、 理论基础和科学研究发展情况有一个基本了 解，以便于今后的学习。我们每周一次课， 有我和另外的三位老师分别介绍。 本节课程内容本节课程内容 能量的形式 能源概况 能量的转换系统 主要的动力装置 热能动力工程的理论基础 学科概况 能量的形式 机械能 热 能 电 能 辐射能 化学能 核 能 _与物体宏观机械运动或空间状态相关的能量 。 _构成物质的微观分子运动的动能和势能总和 称为热能。其它的形式能都可以转变为热能。 _是和电子流动与累积有关的一种能量，通常 是由电池中的化学能转换而来。 _物体以电磁波形式发射的能量。 _物质原子核外进行化学变化时放出的能量。 _蕴藏在原子核内部的物质结构能。 能源 一次能源二次能源 可再生能源不可再生能源电能热能 太 阳 能 风 能 其 它 煤 水 能 石 油 天 然 气 天然气 石油 煤 核能 太阳能 水能 风能 热 能 电 能 燃烧炉 工业加 热装置 核反应堆 热电直接 转换装置 电热装置 热 机 机 械 能 发 电 机 用 户 能量转换及利用图 蒸汽动力循环 能量转换系统（1） 蒸汽动力循环 能量转换系统（1） 蒸汽动力循环 能量转换系统（1） 蒸汽动力循环 能量转换系统（1） 锅炉汽轮机 发电机 凝 汽 器 给水泵 蒸汽 火力发电站系统图1 锅 炉 汽轮机 发电机 凝 汽 器 给水泵 蒸汽 火力发电站系统图2 加 热 器 再热器 热 交 换 器 汽轮机 发电机 凝 汽 器 给水泵 蒸汽 核电站系统示意图 反 应 堆 循环泵 冷却剂 燃气动力循环 能量转换系统（2） 燃气动力循环 能量转换系统（2） 燃气轮机 发电机 空气 压气机 燃烧室 燃料 排气 燃气轮机发电示意图 燃气-蒸汽联合循环发电系统示意图 燃气 轮机 发电机 压 气 机 燃烧室 燃料 空气给水泵 加热器 凝汽器 汽轮机 发电机 余热锅炉 整体煤气化联合循环（IGCC）发电系统示意图 燃气 轮机 发电机 压 气 机 燃烧室 煤气 空气 给水泵 加热器 凝汽器 汽轮机 发电机 余热锅炉 煤 空气或 纯氧 气化炉 制冷循环 能量转换系统（3） 蒸发器 压气机 冷凝器 节流阀 蒸汽压缩式制冷示意图 吸收低 温处的 热量 向外界 环境散 失热量 M 锅 炉主要动力装置（1） 按 用 途 分 类 电站锅炉 工业锅炉 船舶锅炉 机车锅炉 按 蒸 汽 压 力 低压锅炉 亚临界锅炉 超临界锅炉 低于 2.5MPa 1718 MPa 大于22.19 MPa 按 燃 料 分 类 燃煤锅炉 燃油锅炉 燃气锅炉 按 燃 烧 方 式 燃粉锅炉 层燃锅炉 流化床锅炉 锅 炉主要动力装置（1） 锅 炉主要动力装置（1） 锅 炉主要动力装置（1） 锅 炉主要动力装置（1） 汽轮机主要动力装置（2） 汽轮机主要动力装置（2） 汽轮机主要动力装置（2） 汽轮机主要动力装置（2） 泵和风机主要动力装置（3） 泵和风机主要动力装置（3） 热质交 换设备 主要动力装置（4） 热质交 换设备 主要动力装置（4） 热质交 换设备 主要动力装置（4） 水轮机主要动力装置（5） 内燃机主要动力装置（6） 蒸发器和 冷凝器 主要动力装置（7） 热能动力工程的理论基础（1 ） 工程热力学 工程热力学是研究热能与机械能相互转 换的一门学科，其基本任务是研究热能转 变为机械能的规律和条件，从而找出提高 热能利用经济性的途径。热力学第一定律 （能量守恒定律）阐明了热能和机械能相 互转化时的数量关系；热力学第二定律指 明了能量转换的方向性，热能不可能全部 转换为机械能，而机械能可以无条件全部 转变化热能。 热能动力工程的理论基础（2 ） 传热学 传热学是研究热量传递规律的一门学科 ，其内容包括热量传递的方式、机理、计 算和测试等。 热传导（导热） 热对流 热辐射 热能动力工程的理论基础（3 ） 工程流体力学 工程流体力学是研究流体平衡和运动规 律，是力学的基本原理在液体和气体中实 际应用的一门科学。 主要内容包括：流体的物性；流体平衡的 条件及平衡时压强分布规律；理想流体和 黏性流体运动的基本方程；管道流动分析 及管路计算；绕过物体流动及边界层理论 。 动力工程与工程热物理 工 程 热 物 理 热 能 工