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辽电公司大连培训中心,热工基础知识,蒋丽菊2004/5,主讲：蒋丽菊,辽电公司大连培训中心,水蒸气的状态参数,六个状态参数:温度、压力、比容、内能、焓、熵,状态参数,温度T,压力P,比容V,Tt+273,v=Vm,工质的基本状态参数,m3/kg,密度1/v,几种压力的关系,P=Pa,pPa,pPa,P=Pa-pv,P=Pa+pg,压力单位及其换算,压力单位及其换算,1at=735.6mmHg,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1mmHg133Pa所以755mmHg133755100415Pa100kPa又因为1bar0.1MPa100kPa所以755mmHg1bar又因为1at98kPa所以755mmHg1at答：755mmHg合100kPa、1bar、1at。,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。,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：,=,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，D300mm0.3m根据QF，FD2/4QD2/4233.140.32/4=1.625m3/s=1.6253600=5850(m3/h)答：通风量为5850m3/h。,计算题,14(Lb3D3031)（P153）.某给水泵，已知其直径d1200mm处的断面平均流速c10.795m/s，求d2100mm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。,计算题,14(Je3D3086).（P171）某锅炉汽包安全门的启动压力p14MPa，过流截面的直径d188mm，求此安全门每小时排汽量。（C0.085，K1）答案:解：ECA（10.2p1）K0.085（d2/4）（10.2141）10.085（3.141618.82/4）（142.81）13391（kg/h）3.391（t/h）答：安全门排汽量为3.391t/h。,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,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,0X1,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,卡诺循环,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,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,再热循环,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,传热知识,传热的方式,导热对流换热热辐射,导热的基本定律,傅里叶定律及数学表达式：,热流密度：,=,=,平壁的稳定导热,单层：三层:n层：,计算题,例如Je3D2078（P168）锅炉水冷壁管44.55mm由20g碳钢制成，其内壁温度为t2318，外壁温度为t1338，热导率148W/（m），若其内壁结了1mm厚的水垢，水垢的热导率21W/（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（t1t2）/（1/1）1（t1t2）/148（330318）/0.005115200（W/m2）结垢后单位面积的导热量q2q2（t1t2）/（1/12/2）（330318）/（0.05/480.001/1.0）10868（W/m2）答：结垢前单位面积的导热量q1115200W/m2，结垢后单位面积的导热量q210868W/m2。,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,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t0180，加热面温度保持t1205，沸腾放热系数为85700W/（m2），求单位加热面上的换热量。解：qa（t1t0）85700（205180）2142500（W/m2）2.14（MW/m2）答：单位加热面上的换热量是2.14MW/m2。,热辐射的基本概念,G+G+G=G,+=1,吸收率反射率穿透率,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,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）,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,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t127，每小时辐射的热量，辐射系数C05.67W/（m2K4）。解：,0.755.67（273127）/10041089（W/m2）答：该物体的辐射量是1089W/m2。,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C05.67W/（m2K4）。解：火焰为1500时辐射能量E1E1C0（T/100）40.95.67（1500273）/1004504.267（kW/m2）火焰为1200时辐射能量E2E2C0（T/100）40.95.67（1200273）/1004240.235（kW/m2）辐射能量变化E1E2504.267240.235264.032（kW/m2）,答：辐射能量变化为264.032kW/m2。,计算题,Jd3D3051（P158）求绝对黑体在温度t1000时和t0时，每小时所辐射的热量。解：当t1000时，T10002731273K，C05.67E0C0（T/100）45.67（1273/100）4148901（W/m2）当t0时，T273K，E0C0（T/100）45.67（273/100）4315（W/m2）,答：当t1000和t0时，辐射的热量分别是148901W/m2和315W/m2。,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,换热器,三分仓回转式空气预热器,烟气,一次风,二次风,换热器,高压加热器芯子,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,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,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。,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=gh=13.698070.1=13.34kPa,pM=p0+gh=13.34+98072.5=37.86kPa,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,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：,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，p01p02,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：,计算题,答案:解：h215060210mm，20.0012m/kg，10.0016m/kg根据连通器原理，列出静压平衡方程式：因为1gh12gh211/121/2所以h1/1h2/2h1h21/22100.0016/0.0012280mm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h280（15050）80mm答：汽包内水位计距汽包中心线80mm。,计算题,解：根据静力学基本方程：phHggP0凝汽器的绝对压力pp0Hggh9.80710413.341040.7063890（Pa）凝汽器的真空prp0p9.807104389094180（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。,计算题,Je3D2077（P167）如图D-5所示的汽包内工作压力Pg10.9MPa，水位计读数h1300mm，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Pg10.9MPa，水位计中水的温度t260，查出汽包中饱和水密度2673kg/m，水位计中水的密度1785kg/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（hh1）1gh1673（h0.3）7850.3h（0.37856730.3）/6730.0499（m）50（mm）汽包内的实际水位h2h1h30050350（mm）答：汽包内的实际水位h2350mm，汽包内的实际水位与水位计水位差值h为50mm。,Pg2gh2Pg+1gh1,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：p0.08gH0.080.089.8（105）10-60.1192（MPa）答：压力开关的下限动作值应选在0.1192MPa。,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pg13.5MPa，H38.5m，大气压pa0.098067MPappggHpa13.51038.59.806710-60.09806713.22（MPa）C13.513.220.28（MPa）（13.513.22）/13.22100%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%。,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,能量损失图,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：,Re2300时，圆管中流动为层流,Re2300时，圆管中流动为紊流,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：,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,总阻力损失计算,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0.0110-4m2/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。,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d150mm，其流量Q0.016m3/s，求吸水管的局部阻力为多少?（弯头的阻力系数10.43，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0.143m2O。,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d150mm，其流量Q0.016m3/s，求吸水管的局部阻力为多少?（弯头的阻力系数10.43，底阀滤网的阻力系数23