制冷作业安全及基础知识.doc

1、一、制冷剂的储存与制冷剂钢瓶的使用要求制冷剂的储存要求a钢瓶仓库与其他建筑物的距离规定：储存钢瓶的仓库距厂房不得小于25m，距离住地和公共建筑物不得小于50m；b。氨瓶仓库应为不低于二级耐火等级的单独建筑物，地面至屋顶最低点的高度，应不小于32m，屋顶应为轻型结构，地面应该平整不滑；c仓库内不应有明火或其他取暖设备；d仓库内要自然通风或有机械通风装置；e旋紧瓶帽，放置整齐，妥善固定，留有通道，钢瓶卧放时应头部朝向一方，防止滚动，堆放不应超过5层，瓶帽、防振圈等附件，必须完整无缺；f。氨瓶严禁与氧气瓶、氢气瓶同室储存，以免引起燃烧、爆炸，并在附近设有抢救和灭火器材；g。禁止将有制冷剂的钢瓶储存在

2、机器设备间内，临时存放在室外的钢瓶，也要远离热源，防止阳光暴晒。制冷剂钢瓶的使用要求钢瓶是储存和运输制冷剂的专用容器，属于二类低压液化气体容器。由于各种制冷剂在常温下的饱和压力不同，对钢瓶耐压程度的要求也不同。目前，市场上出售的钢瓶的容积有多种规格，钢瓶外一般都标有制冷剂的种类和瓶重，不同的制冷剂应使用不同标志的固定钢瓶盛装，不能随便混用。钢瓶中制冷剂的存储量要根据钢瓶容积的大小来决定，不可超过规定限额。一般充装量以钢瓶容积的23为宜，以免遇热膨胀后压力增大而爆裂。钢瓶上口装有黄铜制成的开关阀，使用时要避免磕碰，使用后要关严。制冷剂钢瓶规格如表24所示。制冷剂钢瓶在使用时，应注意以下几点：a。

3、操作人员启闭钢瓶阀门时，应站在阀的侧面缓慢开启；b。钢瓶的瓶阀冻结时，应把钢瓶移到较暖的地方，或者用洁净的温水解冻，严禁用火烘烤；c。立瓶时要防止跌倒，禁止敲击和碰撞；d不得靠近热源，与明火的距离不得小于10m，夏季要防止阳光暴晒；e。瓶中气体不能用尽，必须留有剩余压力。二、气焊设备及其使用气焊设备主要包括氧气瓶、液化石油气瓶（或乙炔气瓶）、减压器、焊炬、胶管等，如图7-1所示。（1）氧气瓶氧气瓶是储存和运输高压氧气的容器。最常用的氧气瓶容积为40L，额定工作压力为l5MPa，可以储存相当于常压下容积为6M的氧气。维修使用的轻便型氧气瓶容积约210L。氧气瓶的结构如图72所示，主要由瓶体、瓶帽

4、、瓶阀、瓶箍和防振圈等组成。氧气瓶用低合金钢制成，为了使瓶体在直立时保持稳定，通常把瓶底制成凹形。瓶体上部瓶头内壁加工螺纹，可用来旋上瓶阀；瓶头外部套上瓶箍和防振橡胶圈，以保持瓶阀在运输过程中不会因受冲击而损坏。为了在使用中能从气瓶表面的颜色上区别各种气体和危险程度，避免气瓶在充灌、运输、储存和使用时造成混淆而发生事故，各种气瓶均根据气瓶安全监察规程的规定，涂刷不同颜色，标写气体名称。气瓶外表的颜色标志如表7l所示。氧气瓶使用时应注意以下事项:氧气瓶外表的漆色应符合气瓶安全监察规程的要求，所有附件应完好无损。氧气瓶一般应直立放置，并必须安放稳固，防止倾倒。使用氧气瓶时，要放在凉棚内，严禁阳光直

5、接照射或靠近火炉、暖气片，以防因温度升高使瓶内压力剧增，引起爆炸。冬季如果氧气瓶冻结，要用热水解冻，严禁用明火加热。取瓶帽时，只能用手或扳手旋转，禁止用铁锤等硬物敲击。使用时必须安装减压器，在安装减压器前，应缓慢微开瓶阀，吹掉接口内外的污物。打开时，操作人员应站在瓶口侧面，以免被气流射伤。缓慢打开瓶阀是为了防止因开启过快而产生静电火花，如果开启时产生静电火花且瓶口有油脂，就容易引起燃烧或爆炸。在瓶阀上安装减压器时，和阀门连接的螺母应拧紧，以防止开气时脱落。安装好减压器后，要检查一下各部分是否漏气和管道是否畅通。瓶阀打开时应缓慢。氧气瓶在使用时，按逆时针方向旋转瓶阀的手轮，可开启瓶阀：反之，则是

6、关闭瓶阀。严禁易燃物和油脂接触氧气瓶阀、氧气减压器、焊炬、氧气胶管，以免引起火灾和爆炸。氧气瓶和操作场所应当远离高温区。任何油脂和可燃物、熔融金属飞溅物及其他明火均不得与氧气瓶接触，应距离10m以上。氧气瓶内的氧气不能全部用完，最后要留0102MPa表压的氧气，以便充氧时鉴别气体的性质和吹除瓶阀口的灰尘，以及防止可燃气体倒流人内，发生事故。搬运氧气瓶必须戴上瓶帽，避免碰撞。不能与可燃气瓶、油脂和任何可燃物一起运输；在固定焊接工位时，要用铁链将瓶可靠固定，移动时需固定在专用移动小车上。氧气瓶应每三年进行一次全面检验，合格后才能继续使用。禁止用各种吊车吊运氧气瓶，禁止使用没有减压器的氧气瓶。2）乙

7、炔气瓶乙炔气瓶是储存和运输乙炔气体的专用钢瓶，容量一般为40L，额定工作压力为1.5MPa。乙炔气瓶的外形和氧气瓶相似，但直径较大，内部结构比氧气瓶复杂，其结构如图73所示。乙炔易溶于丙酮，根据这一特性，在乙炔气瓶内装有浸满着丙酮的多孔性填料，可使乙炔稳定而安全地储存在瓶中。瓶阀是乙炔气瓶充气和用气的重要部件，其结构如图7-3（b）所示。乙炔瓶阀与其他瓶阀有两点不同：一是出口处没有螺纹；二是瓶阀没有手轮。一般来说，可燃气体的气瓶出口应为反螺纹，如液化石油气钢瓶等。使用时只要将螺纹相同的减压器安装在瓶阀出气口上即可，但乙炔气体不同于其他燃气，它有特殊的危险性。由于瓶阀出口没有螺纹使得不能将其他气

8、体减压器误装到乙炔气瓶上，必须使用带夹环的乙炔瓶专用减压器。乙炔瓶阀没有手轮，它的开启和关闭是利用方孔套筒扳手将阀杆上端的方形头旋转，使嵌有尼龙密封垫料的活门向上或向下移动来实现的。阀杆逆时针方向旋转，开启瓶阀，反之关闭瓶阀。没有方孔套筒扳手就不能开关瓶阀，增加了乙炔气瓶的安全性。乙炔气瓶使用时除必须遵守氧气瓶的使用要求外，还应注意以下事项。乙炔气瓶不能受到剧烈的振动和撞击。乙炔气瓶应直立放置，防止丙酮随乙炔流出，发生危险。开启乙炔气瓶瓶阀时应缓慢，最大不要超过一转半，一般情况只开启34转。注意保护瓶阀，应配专用方孔套筒扳手开启和关闭瓶阀，不要用普通扳手代替专用扳手，以免损坏阀杆端的方榫。乙炔

9、气瓶的放置地点应离明火距离10M以上。严禁在烈日下曝晒和靠近热源，一般瓶体温度不得超过3040。因为温度高，会降低丙酮对乙炔的溶解度，这时瓶内的乙炔压力急剧增高。在减压器与瓶的连接口或其他接头管道有漏气时严禁使用。乙炔气瓶内气体不能全部用完，至少应保留01 MPa表压的乙炔气，以防止空气进入瓶内，避免爆炸事故发生。气瓶不应绝缘，应时刻接地以防止静电的产生。乙炔气瓶和氧气瓶之间的距离应大于5m，距气焊操作的位置也应大于5m。（3）液化石油气钢瓶液化石油气钢瓶相对于乙炔气瓶，是一种比较安全的压力容器，石油气经加压后以液态的形式储存在钢瓶内。液化石油气钢瓶的外形如图74所示，气瓶的常用规格有8kg、

10、15kg、50kg三种。最大工作压力为16MPa，水压试验压力为30MPa。由于液化石油气的易燃易爆特性使液化石油气瓶仍属于危险物品，在使用中可参照乙炔气瓶的注意事项，避免发生燃爆事故。（4）减压器在瓶内的氧气和乙炔气、液化石油气的压力都较高，不能直接提供给焊炬使用，为了把钢瓶内的高压气体调节成工作时的低压气体，并保持稳定的压力，不会因为气源压力降低而降低，就必须使用减压器。减压器是将高压气体降为低压气体，并保持输出气体的压力和流量稳定不变的调节装置。减压器按构造不同可分为双级式和单级式；按工作原理不同可分为正作用和反作用两类。目前，常见的国产减压器以单级反作用式和双级混合式（第一级为正作用式

11、、第二级为反作用式）两类为主。单级反作用式减压器的外形如图7-5所示。从气瓶来的高压气体进入高压室，高压表即显示此时气瓶中气体的压力，高压气体经过减压活门减压后流人低压室，此时气体体积增大，压力降低，由出气口供给气焊使用。低压表指示的是减压后气体的工作压力值。调压螺杆通过调压弹簧、弹性膜片、传动杆和副弹簧启闭减压活门，以改变高压气体流人低压室的流量，获得需要的工作气压。当焊接使用的气量增大时，低压室中的气体压力就会下降，此时调压弹簧的弹力大于低压室的压力，弹性膜片向上凸起，使减压活门开启度增大，流入低压室的气量增加，使低压气体压力增高；反之，当用气量减少时，减压活门开启度逐渐缩小，减少流入的高

12、压气体量，使低压气体维持稳定的工作压力。当气瓶内高压气体随着消耗而降低时，减压活门由于受高压气体的压力减小会开得稍大些，使高压气体流人低压室气体的流量增多，维持低压室的气体压力不变，达到自动稳压的作用。如果在使用过程中减压器发生故障，使低压室的气体压力超过允许最高压力值时，气体便从安全阀处自动逸出，从而保护了减压器。减压器使用时应注意以下事项。减压器使用时，要将减压器拧紧到气瓶瓶阀上，再将输气胶管接到减压器低压端出口上，并用卡箍拧紧。调节I作气体的压力时，顺时针方向旋动调压手柄，便可调节 输出的低压气体的压力。在安装减压器之前，要稍微打开气瓶阀门，以吹除污物，防止灰尘或水分带入减压器内。先将减

13、压器的调压手柄逆时针方向旋松后才能打开气瓶阀门，开启气瓶阀门时要缓慢进行，不要用力过猛，以防高压气体损坏减压器及高压表。调节工作压力时，应缓慢地旋转调压手柄，以防高压气体冲坏弹性膜片装置或使低压表损坏。减压器不得粘有油脂，如有油脂应擦洗干净后再使用停止工作时，应先完全松开减压器的调压手柄，再关闭气瓶阀门，并把减压器内的气体慢慢放尽，这样可以保护副弹簧和减压活门免受损坏。减压器冻结时，不许用火烤，可用热水或蒸气解冻。解冻后应及时吹除其中残留的水分。应经常检查减压器的性能是否正常。如发现漏气、表针动作不灵等情况时，应及时报请修理，切忌自行处理。减压器必须定期检修，压力表必须定期校验，以确保调压的可

14、靠性和压力表读数的准确性。对于液化石油气钢瓶最好使用专用减压器，如图7-7所示的丙烷（液化石油气）减压器。有些地方使用民用减压器减压进行焊接工作，这种民用减压器没有压力调节，也没有压力表显示，有的虽有调节但没有压力显示，一般不宜使用。在有些资料里讲到减压器不得相互换用，其实，这种现象一般是不会发生的。因为氧气减压器、乙炔减压器、液化石油气减压器的接口差异很大，根本就不能互装。（5）回火保险器正常气焊时，火焰在焊炬的焊嘴外面燃烧，但当发生气体供应不足或管路焊嘴阻塞等情况时，火焰会进入喷嘴沿着乙炔管路向里燃烧，这种现象称为回火。如果回火现象蔓延到乙炔瓶，就可能引起爆炸事故。回火保险器就是装在燃料气

15、体系统上的防止向燃气管路或气源回烧的保险装置。乙炔通道上必须设置回火保险器。回火保险器按作用原理不同可分为水封式和干式两种。图78所示为干式回火保险器。正常工作时，乙炔从下面打开单向阀进人阀体经过滤器后从乙炔出口接头通过胶管流向焊炬。回火时，火焰从出气管进人保险器内，被多孔过滤器阻燃而熄灭，由于火焰使压力突然升高，防爆橡皮膜破裂，爆炸气体排出；同时单向阀关闭，从而避免火焰进入乙炔管，引起乙炔气瓶爆炸。干式回火保险器在使用过程中，应注意其密封是否良好，如有漏气应立即停止工作，进行修理；如发现流量减少，压力下降，应拆开主体取出过滤器，浸于丙酮中清洗，干燥后方可装回主体中，并作阻火性试验，合格后才能

16、使用。回火保险器的防爆橡皮膜破裂后，必须及时更换。（6）胶管作为输气通道的胶管的作用是：把经减压器减压成正常工作压力的可燃气体和助燃气体，从气体来源的出口接头输送到焊炬上，保证焊炬的工作。胶管的结构可分为三部分，核心部分是由富有弹性、能抗弯曲和气体压力的橡皮组成，呈圆筒形，中间部分是由23层纤维组成，外层是由带色的坚韧的橡皮组成。氧气胶管外表为红色，内径通常为8mm，中间部分纤维层数较多，能承受1.52.0MPa的压力；乙炔或液化石油气胶管外表为黑色（或绿色），内径通常为10mm，中间部分纤维层数较少，工作压力为0.5MPa或1MPa。胶管在使用中应注意以下事项。因氧气胶管和可燃气体胶管的强度

17、不同，使用中不得相互代用；在与气瓶及焊炬连接时应注意不可错乱。胶管长度一般为l015m，不可短于5m，但太长也会增加气体流动的阻力。接头处必须用专用卡箍或退火的金属丝卡紧扎牢。软管距离焊炬1.5m内不准有接头。可燃气体胶管使用中发生脱落、破裂、着火时，应先将焊炬的火焰熄灭，然后停止供气。氧气胶管着火时，应迅速关闭氧气瓶阀门，停止供氧。不准用弯折的办法来消除氧气胶管着火；可燃气体胶管着火时可弯折前面一段胶管来将火熄灭。禁止把胶管放在高温管道和电线上，禁止把重的或热的物件压在胶管上，也禁止将胶管与电焊用的导线铺设在一起c胶管穿过车行道时应加防护套和盖板。胶管使用老化后，易出现漏气现象，应及时更换新

18、管，以防发生危险。胶管出现损坏时，若其他部分完好，可用粗细合适的铁管连接。并用卡箍或退火的金属丝绑扎牢。对于乙炔胶管切不可用纯铜管连接。新胶管使用前，应先吹净管内的滑石粉。（7）焊炬焊炬俗称焊枪，它的作用是将可燃气体和氧气按一定比例均匀混合，以一定的速度从焊嘴喷出，以得到符合焊接要求的稳定火焰。它是进行气焊操作的主要工具，要求安全可靠、调整方便、操作灵活。焊炬按可燃气体与氧气的混合方式分为等压式和射吸式两类。等压式焊炬可燃气体的压力和氧气的压力是相等的，因此称等压式。等压式焊炬的优点是不易发生回火，但等压式焊炬不能用于低压可燃气体，因而限制了它的使用，所以目前等压式焊炬很少采用。而射吸式焊炬，

19、可燃气体的流动主要依靠射吸作用，即氧气从喷嘴口快速射出，将聚集在喷嘴周围的可燃气体吸出，并在混合气管按一定比例混合后从焊嘴喷出燃烧，所以不论使用低压可燃气体或中压可燃气体，都能使焊炬正常工作。目前国产的焊炬多为射吸式焊炬，常用的型号及其主要参数如表72所示。型号中各字母、数字的含义是（以HO12为例）：H是“焊”字汉语拼音的头一个字母，表示焊炬；数字0表示手工操作；1表示射吸式；2表示可焊接最大厚度为2mm的低碳钢。射吸式焊炬的结构如图79所示。焊炬尾部的两个管接头，通过胶管与气瓶L的减压器相接。一个接可燃气体（乙炔或液化石油气），一个接氧气，不可接错。焊炬前端焊嘴的孔径有大有小，可根据焊件按

20、需用火焰大小来更换。两种气体的混合比例，可通过两个调节阀4和8来调节。焊炬的操作方法 正确操作焊炬，根据焊件的材料、尺寸掌握调节焊接火焰的方法，是完成合格焊接的前提。焊炬操作方法不对，轻者造成焊接失败，重者烧伤手或损坏焊接管路及附近的器件，烧炸地面等。a焊炬操作顺序 焊炬操作顺序是：手持焊炬点燃焊接火焰初调火焰微调火焰对制冷管路进行焊接关闭焊炬。b手持焊炬的方法 由于制冷设各维修过程中，经常会遇到难以进行焊接操作的管路接点，所以，维修人员应学会左、右手都能较自如地操作焊炬。以右手为例，如图7l0所示，右手大拇指与食指位于氧气调节阀处；其他三个手指握住焊炬手柄。左手大拇指与食指调节乙炔调节阀。使

21、用熟练后，也可将右手大拇指位于乙炔调节阀处，食指位于氧气调节阀处，以便于随时调节气体流量，其他三个手指握住焊炬手柄。c点燃焊接火焰的方法 先稍微打开氧气调节阀（逆时针旋转约1/4圈），再打开乙炔调节阀（逆时针旋转约1/23/4圈），然后停留34S，等乙炔胶管内的空气全部排净后用点火枪或打火机点火，并随即调整火焰的大小和形状，直至达到所需要的火焰种类为止。当用打火机点火时，必须将火源从焊嘴的后下方缓缓移到焊嘴前点燃火焰，以免手被烧伤。如调整不正常或有灭火现象，应检查是否漏气或管道被堵塞，并进行修理。点火时也可以先打开乙炔调节阀，点燃乙炔并冒黑烟，此时立即打开氧气调节阀调节火焰。这种点火方法可避免

22、点火时的爆鸣现象，而且在送氧后一旦发生回火便可立即关闭氧气，防止回火爆炸。这种点火方法还能较容易地发现焊炬是否堵塞等毛病，其缺点是稍有烟灰，影响卫生，但有利于安全操作。点火时，拿火源的手不要正对焊嘴，也不要将焊嘴指向他人，以防烧伤。当右手持焊炬时，左手拿点火枪朝向右前方45，上倾20.火头置于胸前350mm左右；右手持焊炬朝向左前方40下倾，使焊嘴距离点火枪火头4080mm。此时，只要右手打开乙炔调节阀，左手按下点火按钮，便可安全顺利点燃火焰。开始练习时，可能出现连续的“叭叭”的爆鸣声，原因是乙炔不纯，这时，应放出不纯的乙炔，然后重新点火。有时也会出现不易点燃的现象，原因大多数是氧气量过大，这

23、时应重新微关氧气调节阀。d。关闭焊炬的方法 停止焊接时，应先调小氧气调节阀，火焰至碳化焰，然后关闭乙炔调节阀，熄火后再完全关闭氧气调节阀，避免产生爆鸣、冒黑烟、火焰倒吸或残留余火。焊炬的使用注意事项 焊炬在使用中应注意以下事项。a根据焊件的厚度，选择适当的焊炬及焊嘴。用扳手将焊嘴拧紧，拧到不漏气为止。b使用前应先检查焊炬的射吸能力是否正常。检查时，先将氧气胶管接在焊炬的氧气管接头上，乙炔胶管暂时不接；再打开氧气瓶阀，开启减压器，向焊炬输送氧气，接着打开乙炔调节阀和氧气调节阀。当氧气从焊嘴流出时，用手指按在乙炔进气管接头上，若手指上感到有足够的吸力，则表明焊炬的射吸能力是正常的；相反，如果没有吸

24、力，甚至氧气从乙炔管接头中喷出，则说明射吸力不正常，必须进行修理。c，经检查，确认焊炬的射吸能力正常后，方叮将乙炔胶管接在管接头上（必须用卡箍或退火的金属丝夹紧，不可太紧，以不漏气、易装拆为宜）。d打开乙炔瓶阀，分别调节氧气和乙炔压力。然后用洗涤剂液或肥皂水检查焊嘴及各气体调节阀是否漏气。若有漏气处，必须修复后才可使用。e焊炬经上述检查合格后方可点燃焊接火焰。点火的姿势要正确，最好用专用的点火枪点火，尽量不用火柴和打火机。点火时，要注意选取焊嘴的方向，以防火焰吹向气瓶、人和其他物体。在点燃焊接火焰后，如果发现火焰分叉或内焰不规则时，说明焊嘴内有脏物，应马上按正确方法熄灭火焰，关闭乙炔瓶与氧气瓶

25、上的阀门，然后对焊嘴进行清理或更换。f，禁止将正在燃烧的焊炬随意卧放在焊件或地面上。g使用过程中若发生回火，应迅速关闭乙炔调节阀，同时关闭氧气调节阀。等回火熄灭后，再打开氧气调节阀，吹除残留在焊炬内的余烟和烟灰，并将焊炬手柄前面的部分放在水中冷却。回火严重时，需拆开焊炬用稀盐酸清洗，再用清水冲洗干净。h。焊炬的各气体管路均不允许沾染油脂，以防氧气遇到油脂而燃烧爆炸。另外，焊炬的配合面不能损伤，以防止因漏气而影响使用。i焊炬的焊嘴被堵塞时，应用通针清理，严禁采用焊嘴与平板摩擦的方法清理堵塞物。j。工作暂停或结束后，需将氧气和乙炔瓶阀关闭，并将压力表的指针调至零位。还要将焊炬和胶管盘好，挂在靠墙的

26、架子上。第一节 电工电子技术基础知识111 电路的参数（1）电路的概念电流经过的路径称为电路，通过电路实现能量的传输和转换。电路的另一种作用是传输和处理信号。为了实现某一任务要求，由一些电气元件、电子元器件按一定方式组合构成电路，电流沿着电路流动完成能量传输和转换，或者实现信号的传输和处理。由交流电电源（AC）组成的电路称交流电路，由直流电电源（DC）组成的电路称直流电路。最简单的电路是由电源、负载、连接导线和电气辅助设备组成的。电源是供给电能的，它将各种形式的能量转换为电能，例如发电机、蓄电池等；负载是用电的设备，又称电器，其作用是将电能转换为其他形式的能量，如灯泡、电动机、电炉等；导线则将

27、电源与负载连接起来组成电路，把电能传送给负载；辅助设各是用来控制电路的电气设各，如开关、接线端子等。用不同符号和字母画出的电路图形称电路图。图1（a）所示为1个简单电路的实物接线图，图中电源是1节干电池，图1-1（b）为其电路图。电路有通路、断路和短路三种状态。通路是当开关闭合，使电源与负载接通处于闭合状态，此时电路中有电流流过。断路是当开关断开或电源两端不接负载的电路处于断开状态，此时电阻为无穷大，电流为零。当电源两端未经负载而直接由导线（或导体）接通时称为电路短路，此时电源电流很大，电源会被烧毁，所以任何时候都不允许短路。（2）电路的基本物理量（电流、电压、电源）电流 电荷（带电粒子）有规

28、则的运动称为电流。电流既有大小又有方向。 (a) (b)图l1 电路和电路图通常把导体中正电荷运动的方向规定为正方向。电流方向不随时问变化时，称直流电，用大写字母表示；电流方向随时间变化时，称交流电，用小写字母j表示。描述电流大小的物理量叫电流强度，通常被简称为电流。实验表明：单位时间内通过导体横截面的电荷越多，流过导体的电流强度越大；反之，电流就越小。电流强度用I表示，单位为安培，简称安，用字母A表示，其数值等于单位时间内通过导体横截面的电荷量g，即I=q/t （1l）如果在1秒（s）内通过导体横截面的电荷量是1库仑（C），则导体中的电流就是l安培（A）。常用的电流单位还有千安（kA）、毫安

29、（mA）、微安（A）等，1kA1000A，lmA0.001 A，lA0.001 mA。电压与参考电位 电压是衡量电场做功大小的物理量。在电场力作用下，单位电荷q从口点移到8点所做的功W，h为该两点间的电压，用U，b表示，即Uab=Wab/q (1-2)电压的单位是伏特，简称伏，用字母V表示，电场力所做的功为lJ，则曰、D两点之间的电压为1伏（）。常用的电压单位还有千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（V），1kV1000V，1mV0.001V，lV0.001mV。电压不但有大小而且有方向。对负载而言，规定电流流进端为电压的正端，流出端为电压的负端，电压的方向由正指冂负9即在负载中电压的实际方向与电

30、流方向一致。如图2所示。电压总是对电路中的两点而言，因而用双下标表示，其中前一个下标代表正电荷运动的起点，后一个下标代表正电荷运动的终点。电压的方向则由起点指向终点。在电路图中，电压的方向也称作电压的极性，用“”、“”两个符号表示。和电流一样，电路中任意两点之间电压的实际方向往往不能预先确定。因此，可以任意设定该段电路电压的参考方向，并以此为依据进行电路分析和计算。若计算电压结果为正值，说明电压的设定参考方向与实际方向一致；计算电压结果为负值，说明电压的设定参考方向与实际方向相反。电位指某一带电物体与任意选定的参考点之间的电压。通常把参考点的电位规定为零电位。一般选地面为参考点，即地面的参考电

31、位为零伏。电路中其他各点的电位都与参考点的电位相比较，比参考电位高的为正电位，反之为负电位。电路中各点电位随参考点选择不同而不同，但两点之间的电位差并不随之变化。因此，电路中两点之间的电压实际上为该两点之间的电位差，设电路中A、B两点的电位分别为UA、UB，则A、B两点间的电压为： UAB= UAUB (1-3) 图1-2 电压的概念 112 简单直流电路（1）电阻电流在导体内流动时所受到的阻力称为电阻。导体中的自由电子在受电场力作用作定向移动时，除了会不断地相互碰撞外，还要和组成导体的原子相互碰撞，这些碰撞阻碍了自由电子的定向移动，从而表现为导体对电流的阻碍作用，即电阻。电阻用符号R表示，单

32、位为欧姆，用字母表示。如果导体两端的电压是1 V，通过的电流是I A，则该导体的电阻就是1。电阻的单位还有千欧（k）和兆欧（M），1k1000，1Ml000k。导体的电阻客观存在，它不随导体两端电压大小变化，即便没有电压q导体的电阻依然存在。导体电阻的大小不仅与导体材料有关，还和导体的长度L成正比，与导体横截面积F成反比，即：RL/F （l5）式中，是与材料性质有关的物理量，称为电阻率或电阻系数。相同尺寸下电阻率大的材料导电能力差。导电性最好的材料是银和铜。实验证明，导体的电阻还与温度有关，金属的电阻通常随温度的升高而增大。（2）欧姆定律欧姆定律是电路分析中最基本、最重要的定律之一。欧姆定律的

33、基本内容是流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。即欧姆定律可表示为下式：I=U/R （l6）式中 ：I电路中的电流，A；U电路两端的电压，V；R一电路的电阻，。由上式可见，如果电压U一定时，电阻R越大，则电流越小。显然，电阻是具有对电流起阻碍作用的物理量。含有电源的闭合电路，叫做全电路。电源内部的电路称内电路，电源外部的电路称外电路。在全电路中，电流通过内电路与通过外电路一样，都要受到阻碍，即电源内部也有电阻，叫做电源的内阻，一般用符号R0表示。在全电路中，电流I与电源的电动势E成正比，与电路的总电阻（外电路电阻R和内电路电阻R0之和）成反比，这一结论叫做全电路欧姆定律，用公式和符号表示为：I

34、=E/RR0 （17）式中 I 电路中的电流，A；E电源的电动势，V；R外电路的电阻，；R0内电路的电阻，。由上式可得：EIRIR0U外U内式中，U外是外电路中的电压；U内是电源内部的电压。故全电路欧姆定律又可表述为：电源的电动势在数值上等于闭合电路中各部分的电压之和。（3）电阻的串联、并联电阻的串联 把若干个电阻或电气元件依此首尾相连串接起来，使电流只有一条通路而中间没有分支，称电阻的串联。图l4（a）所示为两个电阻串联的电路。两个（或多个）串联电阻可以用一个等效电阻R来替代，如图l4（b）所示。在串联电路中，电流处处相等，总电压等于各段分电压之和，等效电阻等于各个电阻值之和，即I=I1=I

35、2=I3=In （l9）UIRI（R1R2R3Rn）IR1IR2IR3IRnU1U2U3Un (1-10)RR1R2R3Rn (1-11)电阻的并联 把若干个电阻或电气元件首端和首端相连，末端和末端相连，使电流同时有几条通路，称电阻的并联。图5（a）所示为两个电阻并联的电路。两个（或多个）并联电阻也可以用一个等效电阻R来替代，如图5（b）所示。在并联电路中，各电阻两端的电压相等，总电流等于流过各电阻电流之和，等效电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和，即UU1U2U3Un (1-12) (a) (b) 图4 电阻的串联及其等效电阻 图5 电阻的并联及其等效电阻 I=I1+I2+I3+In (1-1

36、3)1/R=1/R1+1/R2+1/R3+1/Rn (1-14)(4)电功与电功率电功 把电能转换成其他形式的能量时电流都要做功，电流所做的功叫电功。电功的数学表达式为W=IUt (1-15)或 W=IRt (1-16)或 W=Ut/R (1-17)式中 W电功，J；U电压，V；电流，A；R电阻，；t通电时间，s。电功率 单位时间内电流所做的功称为电功率，用字母P表示。其表达式为PW/t (1-18)上式中若电功的单位为J，时间的单位为s，则电功率的单位为Js，又称瓦（W）。根据式（115）、式（116）、式（1 1 7）还可以得到常见的电功率计算公式：P=IU （l19）P=IR （120）

37、P=U/R （121）（5）焦耳定律电流通过电阻时，电流所做的功（电功）被电阻吸收，并全部转化为热能，而以热量的形式表现出来，所以电阻产生的热量Q为QWIR t (122)式中 Q热量，J。公式（122）是由英国物理学家焦耳和俄国科学家楞次各自得出的相同实验定律，称为焦耳定律。焦耳定律的文字表述为：电流通过导体产生的热量与电流强度的平方、导体的电阻及通电时间成正比。电流通过导体使导体发热的现象，称为电流热效应。或者说电流热效应就是电能转换成热能的效应。113 电容器（1）电容器的结构两块金属导体、中间隔以绝缘介质，并引出电极，就形成电容器。其结构及符号如图6所示。被介质隔开的金属板叫极板，极板

38、通过电极与电路连接。极板间介质常用空气、云母、纸、陶瓷等物质。电容器可储存电荷，以字母C表示。（2）电容量把电容器两个极板与一直流电源连接时，在电场力的作用下，电源负极的自由电子将移动到与它相连接的极板B上，使极板B带上负电荷。同时电源正极使极板A带上等量的正电荷。一旦极板A、B带上不同极性的电荷后，A、B就会出现电压，且A、B间电压随着极板上存储电荷的增加而增大。当A、B间电压等于电源电压时，电荷就停止移动，如图7所示。实践证明：对于结构一定（指极板间距一定，极板面积一定及介质一定）的电容器，其中任意一个极板所储存的电量与两个极板间的电压的比值是一个常数，我们把这个比例常数叫做电容器的电容量

39、，也用字母C表示。即C=q/U （123）式中 q一个极板上所储存电荷量的绝对值，C；U两极板问电压的绝对值，V；C电容量，F（法拉，简称法）。 (a)结构 (b)符号 图l6 电容器结构及符号 图1-7 电容器电容量示意图电容储存电荷，电荷建立电场，电容内电场能的大小为（、U i 2，这说明当电容器上的电压增高时，电场能量增大，在此过程中，电容器从电源获取能量（充电），当电容器上的电压降低时，电场能量减小”电容器对外放电。（3）电容器的串并联在实际使用中，电路中的电容器往往和电阻一样，具有串联、并联和混联的连接方式。它们也可用一个等效电容来表示。电容器的并联 并联后的等效电容量（总电容量）C

40、等于各个电容器的容量之和，即C=C1+C2+C3+Cn (1-24)每个电容器两端承受的电压相等，并等于电源电压，即U=U1=U2=U3=Un (1-25)可见电容并联时总容量增大。并联电容器的数目越多其等效电容量越大。电容器的串联 串联电容器的等效电容量C的倒数等于各个电容器电容量倒数之和，即1/C=1/C1+1/C2+1/Cn (1-26)当两个电容器串联时，其等效电容为 C=C1C2/C1+C2 (1-27)串联电容器的总电压等于每个电容器上电压之和，即UU1U2Un （1-28）每个串联电容器上实际分配电压与其电容量成反比。电容器的混联电路可通过串并联的方法逐步化简，最后得到等效电容。

41、使用电容器时，需要注意的是，其两端所加的电压不能超过电容器的额定电压，否则，电容器会因为电介质被击穿而损坏。另外，当选用电解电容器时，要特别注意电容器的正负极不要接反。114 正弦交流电（1）正弦交流电基本概念交流电是指电路中电流、电压及电动势的大小和方向都随时间按正弦规律变化，这种随时间做周期性变化的电流称为交变电流，简称交流电，通常用符号表示。工农业生产及日常生活中所用的动力电和照明电大多数是交流电。与直流电相比，交流电的主要优点是：可以通过变压器变换电压。在远距离输电时，通过变压器升高电压以减少线路损耗，获得最佳经济效益；使用时，叉可以通过变压器把高压变为低压，既能保证使用安全，又能降低

42、对设各的绝缘要求。此外，在实际应用中，由于交流电动机比直流电动机结构简单、造价低廉、坚固耐用、维修方便，也使交流电获得更广泛的应用。（2）正弦交流电的主要参数正弦交流电正弦量特征的描述有多个参数。周期和频率 正弦量变化一个循环所需的时间（正半波加负半波所经历的时间）称为交流电的周期，用字母T表示，单位是秒（s）。周期愈长，表明交流电变化愈慢，周期愈短，表明交流电变化愈快，如图8所示。我国电网交流电的周期为002s。每秒钟正弦交流电变化的周数称频率，即反映了正弦量变化的快慢，用字母r表示，单位是赫兹（Hz），简称赫。它的单位还有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。我国采用的交流电频率为50Hz，即交

43、流电每秒变化50次，习惯上称为“工频”，周期和频率之问的关系为T1/f （l29）频率也可用角速度表示，为正弦量在单位时间内变化的弧度数，叉称角频率，用字母表示。在一个周期T内，正弦量所经历的电角度为2弧度，其角频率和频率及周期间的关系为=2/T=2f (1-30)振幅值（最大值）与有效值 正弦量瞬时值中的最大值，叫振幅值，也叫峰值。用大写字母带下标“m”表示，如电压的振幅值用Um表示电流的振幅值用Im表示。由于交流电是不断变化的，因此计算它的大小很不方便，通常用不随时间变化的有效值来表示。有效值规定为：在同样的两个电阻上分别通以交流电流i和直流电流I，如果在相同的时间内所产生的热量相等，则这

44、两个电流是等效的。所以交流电的有效值实际上是一个热效应与它相等的直流电的值。一般有效值用大写字母代表，如用I、U、E分别代表电流、电压、电动势的有效值。 图18 交流电的周期 图1-9 初相位不同的正弦量 交流电的有效值与最大值之间的关系是：I=0.707Im U=0.707Um E=0.707Em初相位与相位差 正弦电流和电压随时间变化，但在特定的时刻有不同的状态，正弦电流或电压在该时刻的状态称“相”，反映某一时刻正弦电流或电r压状态的角度称“相角”，又叫“相位”。把正弦量记时起点rO时的相位叫初相位。如果两个频率相同的正弦电流或电压它们的初相角不同，则会在不同时间到达零点和达到峰值，两者的

45、初相角之差称相角差或相位差。如图9所示，电流l的初相角为1，电流2的初相角为2，两者的相位差或相角差为=12 （1-31）（3）正弦交流电的功率和功率因数在交流电路中，一般计算电路的平均功率（有功功率）P。通过数学推导，有功功率P为PUIcos （1-39）式中，LJ、为电路电压、电流的有效值，是电流与电压的相位差cos叫电路的功率因数。纯电阻交流电路中的电流和电压同相位，cos1，功率计算公式与直流电路相同，都是耗能元件；而纯电感或纯电容的交流电路，它们的电流与电压相位差均为90，此时cos0，P0，表明电感线圈和电容在交流电路中是不消耗电能的，常称它们为无功元件。115 三相电路（1）三相

46、交流电三相交流电由三相交流发电机产生，实际上是三个单相交流电的组合。图10所示是三相交流发电机的示意图。在发电机的转子（也可在定子）上固定有三组完全相同的绕组，其中U1、V1、W1为这三个绕组的始端，U2、V2、W2为三个绕组的末端，它们的空间位置相差120，定子是一对磁极（也可将转子作磁极）。当发电机的转子以角速度按逆时针旋转时，在二个绕组的两端分别产生幅值相同、频率相同、相位依次相差120的正弦交流电压。每个绕组电压参考方向通常规定为由绕组的始端指向绕组的末端。这一组正弦交流电压叫三相对称正弦交流电压。如果以U相电压的初相角为0，则V相为120，W相为十l 20，其电压瞬时值分别为uU=U

47、msint uv=Umsin(t120) uW=Umsin(t120)它们的波形图如图ll I所示。三相交流电与单相交流电比有很多优点，它在发电、输配电以及电能转换为机械能方面，都有明显的优越性。例如，制造三相发电机、变压器都较制造单相发电机、变压器节省材料，而且具有结构简单、运行可靠、维护方便等优点；在电机尺寸相同的条件下，三相发电机的输出功率比单相发电机高5 o 左右；输送距离和输送功率一定时，采用三相输电线比单相输电线要节省有色金属25 ，而且电能损失较单相输电时少。由于三相交流电的上述优点，所以在国民经济中获得广泛的应用。（2）三相四线制把三相电源的三个绕组的末端U2、V2、W2连接成

48、一个公共点N，称为中点或零点，从N点引出的导线称为中线或零线；从三个绕组的始端U1、V1、W1分别引出三根导线L1、L2、L3。称为相线，俗称火线。由三根火线和一根中线组成的二相供电系统称为三相四线制，在低压配电中常采用。这种向负载供电的连接方式称为星形（Y形）连接如图112所示。在三相四线制中，相线与中线之问的电压称相电压，相线与相线之间的电压称为线电压。它向负载供电的方式有两种：一种是把负载接在三相电源中任意一相线与中线之间工作，称为单相负载，其负载电压为220V，如电灯、电烙铁、电冰箱等家用电器；另一种是把负载接在两相线之间工作，称为三相负载，其负载电压为380V，如工业上常用的三相异步

49、电动机、三相工业电炉等。要使负载正常工作，必须满足负载实际承受的电源电压等于其额定电压。 图l10 三相交流发电机示意图 图l11 对称工相交流电波形图 图12 星形（Y形）连接第二节 热力学基础知识121 工质的基本状态参数能量是物质运动的量度，能量与物质是不可分割的。在热力工程中，热能与机械能之间的相互转换以及热能的转移，都是借助于某种媒介物质来完成的。这种实现能量传递与转换的媒介物质称为工质，工质是实现能量转换的内部条件。工质在某一瞬间所呈现的宏观物理状况称为工质的热力状态，简称状态。描述I质热力状态的一些宏观物理量，称为状态参数。常用的状态参数有：温度（T）、压力（P）、比体积（v）、

50、热力学能（U）、焓（H）和熵（S）。其中温度、压力、比体积是可以直接或间接用仪器测出的量，是最常用的状态参数，称为基本状态参数。（1）温度温度是用来标志物体冷热程度的物理量。当两个温度不同的物体相互接触时，热量会自动从热物体传向冷物体，经过一段时间后，两物体温度相等，它们之间就不再有热量传递，达到一个共同的热平衡状态。温度概念的建立以及温度的测定都是以热平衡为依据的。当温度计与被测物体达到热平衡时，温度计指示的温度就是被测物体的温度。温度的数值标尺称温标。常用的温标有摄氏温标和热力学温标。摄氏温标所确定的温度称为摄氏温度，用符号r表示，单位为（摄氏度）。在国际单位制（SI）中常采用热力学温标，

51、这种温标确定的温度称为热力学温度，用符号T表示，单位为K（开尔文）。热力学温度与摄氏温度的关系为：Tt273.15 (1-41)显然，热力学温标和摄氏温标的分度值相同，仅零点不同。在工程上可近似地用下式计算：Tt273 (1-42)（2）压力压力是指单位面积上承受的垂直作用力，即物理学中的压强。根据分子运动论，气体的压力是大量分子向容器壁面撞击的平均结果。压力的符号为P，国际单位为帕斯卡，简称帕，用符号Pa表示。在工程上，帕是个较小的单位，习惯上常用千帕（kPa）或兆帕（MPa）作为实用单位，它们之间的关系为lMPa10kPa1000000Pa压力通常用压力表或真空表来测量。常用的有弹簧管测压

52、计和U形管测压计。工质的真实压力称绝对压力，以P表示。如以Pb表示大气压力，则当PPb时，测压计称为压力表，压力表上的读数称为表压力Pg于是PPgPb （l43）当PPb，时，测压计称为真空表，真空表上的读数称为真空度Pv，于是PPb一Pv (1-44)由于大气压力的数值随时间和地点而变，不是恒定值。当工质绝对压力不变时，由于大气压力可以发生变化，则测出的表压力和真空度也会随之变化。因此，表压力和真空度不是状态参数，只有绝对压力才能作为描述工质状态的状态参数。（3）比体积（比容）比体积是指单位质量的工质所占有的体积，用符号v表示，单位为mkg。若质量为m的工质所占有的体积为V，则比体积为=V/

53、m （l45）比体积是表示工质内部分子疏密程度的状态参数，比体积越大9工质内部分子之间的距离越大，工质内部分子越稀疏。比体积的倒数称为密度，符号为，单位为kgm。密度是单位体积工质所具有的质量。=m/V=1/ （146）122 热量的传递（1）热量温度不同的两个物体相互接触时，通过接触表面两物体进行能量交换，导致高温物体温度下降，低温物体温度升高。这种依靠温差通过边界传递的能量称为热量。热量实际是表示物体吸热或放热多少的物理量。在国际单位制中，热量的单位是焦耳，用J表示，工程上常用千焦（kJ）表示，I kJlO00J。（2）热量传递形式热量传递是一种常见物理现象。热量从高温物体向低温物体传递的基本形式有三种，即导热、（热）对流和（热）辐射。导热 导热又称热传导，是