热能与动力工程概论讲义PPT课件

1、 “热能与动力工程概论热能与动力工程概论”是我们专业的一是我们专业的一门专业选修课，共门专业选修课，共8学时，学时，0.5学分。课程目学分。课程目的是让同学对我们专业所涉及的工程对象、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，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。有我和另外的三位老师分别介绍。第1页/共45页能量的形式能量的形式能源概况能源概况能量的转换系统能量的转换系统主要的动力装置主要的动力装置热能动力工程的理论基础热能动力工程的理论基础学科概况学科概

2、况第2页/共45页能量的形式能量的形式机械能机械能热热 能能电电 能能辐射能辐射能化学能化学能核核 能能_与物体宏观机械运动或空间状态相关的能量。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。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。学能转换而来。_物体以电磁波形式发射的能量。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。物质原子核外进行化学变化

3、时放出的能量。_蕴藏在原子核内部的物质结构能。蕴藏在原子核内部的物质结构能。第3页/共45页能源能源一次能源一次能源二次能源二次能源可再生能源可再生能源不可再生能源不可再生能源电能电能热能热能太太阳阳能能风风能能其其它它煤煤水水能能石石油油天天然然气气第4页/共45页天然气天然气石油石油煤煤核能核能太阳能太阳能水能水能风能风能热热能能电电能能燃烧炉燃烧炉工业加工业加热装置热装置核反应堆核反应堆热电直接热电直接转换装置转换装置电热装置电热装置热热机机机机械械能能发发电电机机用用 户户能量转换及利用图能量转换及利用图第5页/共45页蒸汽动力循环蒸汽动力循环能量转换系统（能量转换系统（1）第6页/共

4、45页蒸汽动力循环蒸汽动力循环能量转换系统（能量转换系统（1）第7页/共45页蒸汽动力循环蒸汽动力循环能量转换系统（能量转换系统（1）第8页/共45页蒸汽动力循环蒸汽动力循环能量转换系统（能量转换系统（1）第9页/共45页锅炉汽轮机发电机凝汽器给水泵蒸汽火力发电站系统图火力发电站系统图1第10页/共45页锅炉汽轮机发电机凝汽器给水泵蒸汽火力发电站系统图火力发电站系统图2加热器再热器第11页/共45页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核电站系统示意图反应堆循环泵冷却剂第12页/共45页燃气动力循环燃气动力循环能量转换系统（能量转换系统（2）第13页/共45页燃气动力循环燃气动力

5、循环能量转换系统（能量转换系统（2）第14页/共45页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轮机发电示意图第15页/共45页燃气燃气-蒸汽联合循环蒸汽联合循环发电系统示意图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第16页/共45页整体煤气化整体煤气化联合循环（联合循环（IGCC）发电系统示意图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第17页/共45页制冷循环制冷循环能量转换系统（能量转换系统（3）第18页/共45页蒸发器压气机冷凝器节流阀蒸汽压缩式制冷示意图蒸汽压

6、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第19页/共45页锅锅 炉炉主要动力装置（主要动力装置（1）按按用用途途分分类类电站锅炉电站锅炉工业锅炉工业锅炉船舶锅炉船舶锅炉机车锅炉机车锅炉按按蒸蒸汽汽压压力力低压锅炉低压锅炉亚临界锅炉亚临界锅炉超临界锅炉超临界锅炉低于2.5MPa1718 MPa大于22.19 MPa按按燃燃料料分分类类燃煤锅炉燃煤锅炉燃油锅炉燃油锅炉燃气锅炉燃气锅炉按按燃燃烧烧方方式式燃粉锅炉燃粉锅炉层燃锅炉层燃锅炉流化床锅炉流化床锅炉第20页/共45页锅锅 炉炉主要动力装置（主要动力装置（1）第21页/共45页锅锅 炉炉主要动力装置（主要动力装置（1）第22页/共45

7、页锅锅 炉炉主要动力装置（主要动力装置（1）第23页/共45页锅锅 炉炉主要动力装置（主要动力装置（1）第24页/共45页汽轮机汽轮机主要动力装置（主要动力装置（2）第25页/共45页汽轮机汽轮机主要动力装置（主要动力装置（2）第26页/共45页汽轮机汽轮机主要动力装置（主要动力装置（2）第27页/共45页汽轮机汽轮机主要动力装置（主要动力装置（2）第28页/共45页泵和风机泵和风机主要动力装置（主要动力装置（3）第29页/共45页泵和风机泵和风机主要动力装置（主要动力装置（3）第30页/共45页热质交热质交换设备换设备主要动力装置（主要动力装置（4）第31页/共45页热质交热质交换设备换设备

8、主要动力装置（主要动力装置（4）第32页/共45页热质交热质交换设备换设备主要动力装置（主要动力装置（4）第33页/共45页水轮机水轮机主要动力装置（主要动力装置（5）第34页/共45页内燃机内燃机主要动力装置（主要动力装置（6）第35页/共45页蒸发器和蒸发器和冷凝器冷凝器主要动力装置（主要动力装置（7）第36页/共45页热能动力工程的理论基础（热能动力工程的理论基础（1）工程热力学工程热力学工程热力学工程热力学是研究是研究热能与机械能相互转热能与机械能相互转换的一门学科换的一门学科，其基本任务是研究热能转，其基本任务是研究热能转变为机械能的规律和条件，从而找出提高变为机械能的规律和条件，从

9、而找出提高热能利用经济性的途径。热力学第一定律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（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换为机械能，而机械能可以无条件全部转变化热能。转变化热能。第37页/共45页热能动力工程的理论基础（热能动力工程的理论基础（2）传热学传热学传热学传热学是研究是研究热量传递规律的一门学科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、计算其内容包括热量传递

10、的方式、机理、计算和测试等。和测试等。热传导（导热）热传导（导热）热对流热对流热辐射热辐射1T2T第38页/共45页热能动力工程的理论基础（热能动力工程的理论基础（3）工程流体力学工程流体力学工程流体力学工程流体力学是研究是研究流体平衡和运动规流体平衡和运动规律律，是力学的基本原理在液体和气体中实，是力学的基本原理在液体和气体中实际应用的一门科学。际应用的一门科学。主要内容包括：流体的物性；流体平衡的主要内容包括：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。及管路计算；绕过物体流动及边界层理论。 第39页/共45页动力工程与工程热物理动力工程与工程热物理工工程程热热物物理理热热能能工工程程动力动力机械机械及及工程工程流体流体机械机械及及