公用设备施工专业基础与实务
专业基础知识
一、流体力学
定义:流体力学是研究流体平衡和运动的力学规律及其应用的科学。
压强有不同的量度基准
(1)绝对压强:是以完全真空为零点计算的压强,用P A表示。
(2)相对压强:是以大气压强为零点计算的压强,用P表示。
P=PA-Pa
1.1.1 考试要求
掌握流体的主要物性和流体静压强分布规律及流体动力学基本知识;熟悉管道计算原理与方法;熟悉泵和风机与网络系统的匹配
1.1.2 考试内容
(1)流体的主要物性参数
(2)流体静压强的概念及重力作用下静水压强分布规律
(3)流体动力学基本知识
①以流场为对象描述流动概念,包括边界层、稳定流动、非稳定流动、两种流态(层流、紊流)
②流体恒定总流的连续性方程和能量方程、柏努利方程式概念
③流动阻力与能量损失的概念及减少阻力的措施
(4)管道计算:简单管路的计算方法
(5)泵和风机与网络系统的匹配:泵和风机的运行曲线、网络系统中泵和风机的工作点、离心式泵或风机的选择、气蚀
解读:
(1)流体的主要物性参数
答:1、流体的密度和容重。密度是单位体积的质量,ρ表示,kg/m3。容重是单位体积的重量,即γ,N/m3,γ=ρg。2、流体的粘滞性。(相邻流层间有相对运动,便在接触面上产生一种相互作用的力,这个力叫做流体的内摩擦力或称为粘滞力。)流体在粘滞力的作用下,具有抵抗流体相对运动的能力,称为流体的粘滞性。(静止的流体,因没有相对运动,粘滞性不显示)。3、流体的压缩性与热胀性。流体的压强增大体积缩小的性质,称为流体的压缩性。流体的温度升高,体积膨胀的性质,称为流体的热胀性。
(2)流体静压强分布规律。
1、流体静压强的方向必定沿着作用面的内法线方向,即流体静压强的方向垂直于作用面,并指向作用面。(因为静止的流体不能承受拉应力且不存在切应力,所以,只存在垂直于表面内法线方向的压应力—压强)
2、任意点的流体静压只有一个值,它不因作用面方位改变而改变,即任意一点各方向的流体静压强均相等。
(3)流体动力学基本知识。
1、以流场为对象描述流动概念,包括边界层、稳定流动、非稳定流动、两种流态(层流、紊流)
层流:水流是成层成束的流动,各流层间无质点的掺混现象。
紊流:质点或液团相互掺混,流速越大,混掺程度愈烈。
流动形态用雷诺数来判断,雷诺数
Re=vd/ν
Re—雷诺数;v—圆管中流体的平均流速,m/s;d—圆管的管径,m;v—流体的运动粘滞系数
2、流体恒定总流的连续性方程和能量方程、柏努利方程式概念
①连续性方程:Q1=Q2或v1·A1=v2·A2。总流的连续性方程式表明,恒定流不可压缩流体的体积流量沿程不变;或断面平均流速与其过流面积成反比。
②能量方程:恒定流实际液体总流的能量方程式(又称伯努利方程式)
其中:
伯努利方程是在流体力学的连续介质理论方程建立之前,水力学所采用的基本原理,其实质是流体的机械能守恒。即:动能+重力势能+压力势能=常数。其最为著名的推论为:等高流动时,流速大,压力就小。伯努利原理往往被表述为p+1/2ρv^2+ρgh=C,
这个式子被称为伯努利方程。式中p为流体中某点的压强,v为流体该点的流速,ρ为流体密度,g为重力加速度,h为该点所在高度,C是一个常量。它也可以被表述为p1+1/2ρv1^2+ρgh1=p2+1/2ρv2^2+ρgh2。需要注意的是,由于伯努利方程是由机械能守恒推导出的,所以它仅适用于粘度可以忽略、不可被压缩的理想流体。
3、流动阻力与能量损失的概念及减少阻力的措施
沿程阻力:流体在长直管中流动,所受的摩擦阻力称为沿程阻力。
沿程水头损失:为克服沿程阻力而消耗的单位重量流体的机械能量。
局部阻力:流体的边界在局部地区发生急剧变化时,迫使主流脱离边壁而形成的漩涡,流体质点间产生剧烈地碰撞,所形成的阻力。
局部水头损失:为克服局部阻力而消耗的重力密度流体的机械能量。
降阻措施:(一)改善流体运动的内部结构:添加减阻剂。
(二)改善流动的边壁条件:
1.管道进口平顺
2.渐扩增大扩散角,突扩变成台阶式突扩
3.弯管的曲率半径最好在1~4d之间,大断面时增加导流叶片
4.尽可能减小支管与主管之间的夹角
(三)适当增大管径。流动阻力约与管径的5次方成正比。
(4)管道计算:简单管路的计算方法:《水暖施工员》(北京市建设教育协会)P17 (5)泵和风机与网络系统的匹配:泵和风机的运行曲线、网络系统中泵和风机的工作点、离心式泵或风机的选择、气蚀
泵与风机的工作原理:当叶轮随轴旋转时,叶片间的气体随叶轮旋转而获得离心力,并从叶片出口处甩出。被甩出的气体流入机壳,导致机壳内的气体压强增高,最后被导向出口排出。气体被甩出后,叶轮中心部分的压强降低。外界气体就能从风机的吸入口通过叶轮前盘中央的孔口吸入源源不断地输送气体。离心式水泵的工作原理相同。
性能参数:泵的扬程H(或风机的全风压P)、流量(体积流量Q或重量流量G)、功率N、效率η、转速n。
在叶轮直径,流量,转速相同的情形下,叶片出口安装角β
2a
的大小对理论扬程有很大
影响。根据叶片出口安装角的不同,叶型可以分成三类:1.当β
2a =90°时,cotβ
2a
=0,
叶片出口径向装设,这种叶型被称为径向叶型,这种叶型称为径向叶型;2.当β
2a
<90°
时,cotβ
2a 大于0,叶片出口方向与叶轮旋转方向相反,这种称为后向叶型;3,当β
2a
>90°时,cot β2a <0,叶片出口方向与叶轮旋转方向相同,这种叶型称为前向叶型。
比较可知,前向叶型的叶轮所获得的扬程最大,
径向次之,后向最小。离心泵用后向叶轮,大
型风机用后向叶轮,后向叶型能量损失小,效
率高。只有小型风机用前向叶轮,这样一定的
压头,可以做的更小。
泵和风机的运行曲线:是指在一定转速下,
泵(或风机)的流量与扬程、流量与功率,流
量与效率三条曲线的关系。
泵与风机的机内损失,按其产生原因通常分
为三类,即水力损失,容积损失,机械损失,
相应的效率分别为流动效率ηh ,容积效率η
v
和机械效率ηm 。η=ηv ηh ηm
网络系统中泵和风机的工作点:
稳定工况的判据:
在泵(或风机)的性能曲线和管路特性曲线上,如果某交点处对应两条不同曲线的斜率满足下列关系,即
喘振发生的原因可以总结为,大容量的管路(含有容器或管道粗而厂)、陡峭的管路阻力特性、马鞍形的风机性能曲线、风机在小流量不稳定工矿区工作。
减小喘振的措施:改善风机性能、尽量消除马鞍形的性能曲线、调节管路系统流量、尽量使风机不在小流量不稳定工况区工作。
离心式泵和风机的选择:
选择泵或风机,包括选择类型和大小两项内容。在选择中应注意同时满足使用与经济两方面的要求。具体步骤归纳如下:
1.首选应充分了解整个工程工况装置的用途、管路布置、地形及水位情况、被输
送流体的种类等基本情况。
2.根据最不利工况的要求,通过水力计算,确定工况最大流量Qmax和最高扬程
Hmax,然后分别加上10%~15%附加值(考虑计算中的误差及漏风漏水等未预见
因素),作为选择泵或风机的依据。即:
Q=(1.1~1.5)Qmax
H=(1.1~1.5)Hmax
3.根据已知用途选用适合的设备类型。泵与风机的性能及适用范围见有关手册。
4.泵或风机类型确定后,可根据流量或扬程(或全压)的要求,查阅有关产品样
本或手册,选择型号合适的泵或风机。
泵的气蚀:
离心式水泵在管网中工作时,泵的吸入口压力最低。如果泵内压强最低点压强Pk小于该处温度下液体的汽化压强Pv,液体就开始汽化,形成气泡。这些气泡随着液流流入高压区时,又会随着蒸汽的重新凝结而体积突然收缩,形成空穴。空穴周围的高压水流迅速冲向空穴周围,发生猛烈的撞击。这样,在泵内的局部位置会发生高频率、高冲击力的水击,会使叶轮表面形成蜂窝状或海绵状。这种水击对泵造成时损坏称为机械剥蚀。同时,由于叶轮入口处压力较低,原来溶解于液体中的某些活泼气体,如水中的氧气,会溢出称为气泡,在凝结热的助长下,活泼气体会对金属表面形成化学腐蚀。上述现象称为水泵的汽蚀现象。
水泵发生汽蚀的原因:
1、泵的安装位置高出吸液面的高差太大,即泵的几何安装高度H g过高。
2、泵安装地点的大气压较低,例如安装在高海拔地区。
3、泵所输送的液体温度过高。
1.2 热工(工程热力学、传热学)
1.2.1 考试要求
掌握热力学基本概念和基本定律;熟悉水蒸气和湿空气性质;掌握热量传递的三种
基本方式的基本概念与基本计算方法;了解传热与换热器基本概念
1.2.2 考试内容
(1)热力学基本概念:热力参数及坐标图、功和热量、内能;焓、热力过程、热
力循环
(2)热力学第一定律的含义
(3)理想气体的概念及状态方程
(4)热力学第二定律的含义、卡诺循环
(5)水蒸气和湿空气:蒸发、冷凝、沸腾、气化、水蒸气图表、水蒸气基本热力过程、湿空气性质
(6)导热的概念
(7)对流、对流换热概念
(8)热辐射与辐射换热的概念
(9)传热和换热器的概念;平均温差的概念
热工学解读:
1、热量传递有三种方式:热传导、热对流和热辐射。
热传导:温度不同的物体直接接触时,或同一物体内温度不同的相邻部分之间所发生的热传递现象。
热对流:温度不同的流体各部分之间发生相对位移,把热量从高温处带到低温处的热传递现象,称为热对流。
对流换热是热对流和热传导的综合体。
热辐射:凡物理温度高于绝对零度,由于物体的热状态促使分子及原子中的电子不间断的振动和激发,它就不间断地转化本身的内热能,以电磁波热射线形式向周围空间辐射能量,当他达到另一物体表面被其吸收时,又重新转化为内热能,这种热射线传播过程称为热辐射。
2、热力学基本概念:热力参数及坐标图、功和热量、内能;焓、热力过程、热
力循环
(1)内能:内能是气体内部所具有的分子动能与分子位能的总和。
温度的高低是内动能大小的反应,内动能大,气体的温度就越高。
气体的内动能决定于气体的温度,内位能决定于气体的比容。所以气体的内能(u)
是其温度(T)和比容(v)的函数。
理想气体情况下,分子间不存在相互作用力,没有内位能,所以分子内能只包括分子内动能,所以,理想气体的内能只是温度的单值函数。
(2)热量:在温差作用下系统与外界传递的能量。
注:1、热量一旦通过界面传入(或传出)系统,就变成系统(或外界)储存能的一部分。即内能,习惯称为内能。
2、热量是与过程特性有关的过程量,而内能是取决于热力状态的状态量。因此,我们不能说系统具有多少热量,而只能说系统具有多少能量。
(3)功:系统除温差以外的其他不平衡势差所引起的系统与外界之间传递的能量。
膨胀功:是在压力差的作用下,由于系统工质容积发生变化而传递的机械功。
注:膨胀功也是与工程特性有关的过程量,一旦工程结束,系统与外界之间的传递就停止。
轴功:系统通过机械轴与外界传递的机械功称为轴功。
注:轴功可来源于能量的转换,汽轮机中由热能转换成机械功;也可由机械能直接转换。(4)焓的物理意义:对于流动工质,焓=内能+流动功,即焓具有能量意义,它表示流动工质向流动前方传递的总能量中取决于热力状态的那部分能量。
理想气体的焓与内能一样,仅是温度的单值函数。
H=U+Pv
如果工质的动能和位能忽略不计,则焓表示流动工质的总能量;如果不流动工质,则PV不是流动功,焓只是一个复合状态参数,没有明确的物理意义。
流动物质传递的总能量
U+1/2mv2+mgz+Pv
(5)热力参数:温度(T)、压力(P)、比容、密度、内能、焓、熵等等。其中如温度、压力、比容、密度等可以直接或间接用仪表测量出来,称为基本状态参数。
温度(T):
t=T-273.15
热力学的零定律:如果两个物体分别和第三个物体处于热平衡,则它们彼此之间也必处于热平衡。提供了测温的依据。
(6)热力循环:我们把工质从某一初状态开始,经历一系列的状态变化,最后又回复
到初始状态的全部过程。
3、热力学第一定律的含义
能量既不能被创造也不能被消灭,它只能从一种形式转换成另一种形式,或从一个系统转移到另一个系统,而其总量保持不变。
4、理想气体的概念及状态方程
理想气体:一种经过科学抽象的假设的一种气体模型。假设气体是由一些弹性的、不占有体积的质点,分子间没有作用力(引力和斥力)。
注:热能转换成机械能要靠工质的膨胀才能实现。气体具有最好的热膨胀性,是适宜的工质。
工质的要求:1、良好的热胀性2、良好的流动性3、热力性质稳定,热容量大4、无毒无害,对环境友好5、价格低廉,能够大量获取
理想气体的状态方程:
pV=nR0T
p—绝对压力(Pa)
V—Nmol气体所占的体积(m3)
R0—通用气体常数,8.314
T—热力学温度(K)
n—物质的量,mol。
注:物质的量是表示物质所含微粒数(N)(如:分子,原子等)与阿伏加德罗常数(NA)之比,即n=N/NA。它是把微观粒子与宏观可称量物质联系起来的一种物理量。其表示物质所含粒子数目的多少。
(1)物质的量(mol)=
(g)
(g/mol)物质的质量
物质的摩尔质量
(2)物质的量(mol)=
()
(/mol) 23
微粒数个
6.0210个
(3)气体物质的量(mol)=
(L)
22.4(L/mol)
标准状况下气体的体积
(4)溶质的物质的量(mol)=物质的量浓度(mol/L)×溶液体积(L)
O的相对原子质量为16,1molO的质量为16g;Na的相对原子质量为23,1molNa的质量为23g。
摩尔质量g/mol
5、热力学第二定律的含义、卡诺循环
(1)克劳修斯表述热力学第二定律:不可把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。
开尔文—浦朗克表述热力学第二定律:不可能制造一个周期工作的机器,他的全部工作结果只是举起一个重物和冷却一个热源。
注:任何热力工程都具有方向性—可自发的进行热力过程,而其反向过程则不能自发的进行。
克劳修斯不等式:
表明任何循环的δq/T的循环积分永远小于零(不可逆),极限值等于零(可逆)工质吸热熵增加,放热熵减小。
(2)卡诺循环
熵增原理:在孤立热力系所发生的不可逆变化过程中,熵的变化量永远大于系统从热源吸收的热量与热源的热力学温度之比。可用于度量过程存在不可逆性的程度。
6、水蒸气和湿空气:蒸发、冷凝、沸腾、气化、水蒸气图表、水蒸气基本热力过程、湿空气性质
(1)融解:在一定压力下对固态冰进行加热,冰开始逐渐被加热至融点温度,开始融化为液态水,在全部融化之前保持融点温度不变,此过程称为融解。
升华:若低于三相点的压力对水定压加热,当冰的温度升高到d点时,由固态直接变为汽态。
凝华:由汽态直接变为固态,是凝华。
汽化:水由液相变为气相的过程。气化有蒸发和沸腾两种形式。
蒸发是液体表面的汽化过程,通常任何温度下都可以进行。沸腾是液体内部剧烈的汽化过程,它只能在达到沸点温度时才会发生。沸腾除了给水加热外还可以给水降压。
三相态是气液共存曲线的最低点也称三相点。每种物质的三相点的压力和温度是定
值。热力工程中所使用的水主要是出于液相、气相和液气共存区。
水蒸气是由液态水汽化而来的一种气体,他离液态较近,不能把他当做理想气体处理,它的性质比一般实际气体还要复杂。
(2)水蒸气基本热力过程
水蒸气的基本热力工程也是定容、定压、定温和绝热四种。
(3)湿空气的性质
含湿量(或称比湿度):在含有1kg 干空气的湿空气中所含有的水蒸气的质量称为湿空气的含湿量。
湿球温度,也称热力学湿球温度。湿球温度是标定空气相对湿度的一种手段。某一状态下的空气,同湿球温度表的湿润温包接触,发生绝热热湿交换,使其达到饱和状态时的温度。该温度是用温包上裹着湿纱布的温度表,在流速大于2.5m/s 且不受直接辐射的空气中,所测得的纱布表面温度,以此作为空气接近饱和程度的一种度量。周围空气的饱和差愈大,湿球温度表上发生的蒸发愈强,而其湿度也就愈低。根据干、湿球温度的差值,可以确定空气的相对湿度。
绝对湿度:每立方米湿空气中所含水蒸汽的质量。
相对湿度:湿空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度的比值,
s
v ρρφ= 相对湿度反映湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度。
含湿量(或称比湿度):在含有1kg 干空气的湿空气中,所混有的水蒸气质量称为湿空气的含湿量。
V
v P B p d -=622 g/kg(a) 湿球温度
用湿纱布包裹温度计的水银头部,由于空气是未饱和空气,湿球纱布上的水分将蒸发,水分蒸发所需的热量来自两部分:
1.降低湿布上水分本身的温度而放出热量。
2.由于空气温度t 高于湿纱布表面温度,通过对流换热空气将热量传给湿球。
当达到热湿平衡时,湿纱布上水分蒸发的热量全部来自空气的对流换热,纱布上水分温度不再降低,此时湿球温度计的读数就是湿球温度。
结论:通过湿球的湿空气在加湿过程中,湿空气是一个等焓过程。
热湿比
湿空气在热湿处理过程中,由初态点1变化到终态点2。
若在过程1-2中,在h-d 图上热、湿交换过程1-2将是连接初态点1与终态点2的一条直线,这一条直线具有一定的斜率,称为热湿比。
d
h d d h h ??=--=100010002212ε
表明:湿空气在热、湿交换过程1-2的方向与特点
热湿比ε在h-d 图上反映了过程线1-2的倾斜度,也称角系数。
(1) 结露和露点:湿空气在定压下降温到与水蒸汽分压力相对应的饱和温度时,所出现的冷凝现象称为结露,其温度为露点,即水蒸汽分压力相对应的饱和温度为露点温度。
(2) 饱和湿空气和未饱和湿空气:依据其湿空气中水蒸汽是否达到饱和状态,可划分这两类湿空气。
(3) 湿空气的干球温度和湿球温度:湿空气的温度称为干球温度,用湿纱布包住水银温度计的水银柱球部时,紧贴湿球表面的饱和湿空气温度称为湿球温度。通常湿球温度低于干球温度,高于露点温度。
7、传热的三种形式为:导热、热对流、辐射换热。
导热:温度不同的物体直接接触时,或同一物体内温度不同的相邻部分之间所发生的热传递现象。
热对流:温度不同的物体各部分之间发生相对位移,把热量从高温处带到低温处的热传递现象。
对流换热:热传导和热对流的综合过程。运动着的流体与固体壁面之间的热传递过程。
辐射换热:两个互不接触且温度不同的物体或介质之间通过电磁波进行的换热。辐射换热就是指物体之间相互辐射和吸收的总效果。
8、传热和换热器的概念;平均温差的概念
换热器:将热量从一种载热介质传递给另一种载热介质的装置。 算数平均温差:指2
tmin tmax ?+?,相当于假定冷、热流体的温度都是按直线变化时的平均温差。其值总大于相同进出口温度下的对数平均温差。只有当 接近1时,两者的差别才会不断缩小。
不论顺流、逆流,对数平均温差可统一用以下计算式
表示:Δt m =tmin
tmax ln tmin tmax ???+? 换热器计算的方法有两类:平均温差法及传热单元数法。
1.3 电工
1.3.1 考试要求
(1)掌握直流电路、交流电路的相关基础知识;熟悉电压、电流的基本概念,电流及电流强度及相关参数;直流电与交流电的特征;交流电的周期、频率和角频率的概念及参数,工频交流电的标准频率,三相多线制电路
(2)掌握变压器工作基本原理
(3)掌握单相异步电机、三相异步电机和直流电机的工作原理以及控制原理
(4)熟悉电功率基本概念
(5)熟悉安全用电知识
1.3.2 考试内容
(1)直流电路的组成与特征
(2)交流电路的组成与特征;电感、电阻交流电路;阻抗串并联;功率因数;单相与三相电源;电功率
(3)变压器工作基本原理
(4)单相异步电机、三相异步电机和直流电机的转动原理以及启动控制与运转控制
(5)安全用电知识;接地与接零;电路参数的测量
1、电路的基础知识
电荷的定向移动形成电流。正电荷的移动方向为电流的实际方向。单位时间内通过导体横截面积的电荷数。需先假定电流方向为电流的参考方向。选定参考方向之后,电流才有正负之分。
电荷周围存在电场,静止电荷周围的电场为静电场,处在电场中的任何电荷都要受力,这个力称为电场力。
电路是由电气装置连接而成的电流通路。电路有直流电路和交流电路。
电路的基本组成为电源、负载和中间环节。
作用:实现电能的传输与转换及信号的处理和传递。
通路、短路、开路。
2、直流电路的组成与特征
3、交流电路的组成与特征;电感、电阻交流电路;阻抗串并联;功率因数;单相与三相电源;电功率
在电阻元件的交流电路中,电流和电压是同向的;在电阻元件电路中,电压的幅值与电流的幅值的比值就是电阻。
在电感元件电路中,在相位上电流比电压滞后90°;在电感元件电路中,电压的幅值与电流的幅值的比值为ωL。
周期:正弦量交变一次所需的时间称为1个周期,T。
频率:每秒内的周期数称为频率。
角频率:正弦量每秒钟所经历的弧度。
交流电的有效值是以其热效应与直流电比较后确定的值。
电阻器、电感器和电容器都是电路元件。
电阻元件是耗能元件,电容器是储能元件。电感元件是储能元件。
有功功率:在一个周期内耗能的平均值称为平均功率或有功功率。
视在功率:电压与电流有效值的乘积称为视在功率。
功率因数:用字母λ表示,是电路中有功功率与视在功率的比值。功率因数的数值取决于负载性质。
cos 由负载性质决定。对于电阻性负载,功率因数等于1,对于电容性或电感性负载,功率因数小于1。提高功率因数可以使发电机的容量充分发挥。
提高功率因数的意义:
1、充分利用电源设备的容量
2、提高功率因数可减少线路损耗
中性线的作用是保证星形连接负载的相电压等于电源的相电压。
三个电动势的特征:幅值相等,频率相同,相位互差120°。这样的电动势就称为对称三相电动势,对称三相电动势的瞬时值之和为0。三根相线和一根中性线引出的供电方式为三相四线制,中性线不引出方式称为三相三线制。
星形连接:相线(端线)与中性线之间的电压称为相电压U1,U2,U3,UP ,相线和相线之间的电压为线电压,U12,U23,U31,Ul 。线电压超前相电压30°;P l U U 3=;线电压和相电压都是对称的
三角形连接: p 相电压线电压
时结论:电源Δ形联U U l =结
发电机是电源,是供应电能的设备。在发电厂内可把热能、水能或核能转换为电能。除发电机外,电池也是常用的电源。
欧姆定律:流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,R=U/I 。 线性电阻:遵循欧姆定律的电阻,它是一个表示该段电路特性而与电压和电流无关
的常数。
电源 U和I的实际方向相反,电流从"+"端流出,发出功率;
负载 U和I的实际方向相同,电流从"+"端流入,取用功率。
电源输出的“功率和电流”决定于负载的大小。
基尔霍夫电流定律应用于结点,电压定律应用于回路。
基尔霍夫电流定律:在任一瞬时,流向某一结点的电流之和应该等于由该结点流出的电流之和。任一瞬间,一个结点上的电流的代数和恒等于零。
基尔霍夫电压定律:如果从回路中任意一点出发,以顺时针方向或逆时针方向沿回路循行一周,则在这个方向上的电位降之和应该等于电位升之和。回到原来的出发点时,该点的电位是不会发生变化的。此即电路中任意一点的瞬时电位具有单值性的结果。
在任一瞬时,沿任一回路循行方向(顺时针或逆时针方向),回路中各段电压的代数和恒等于零。
二极管讲,只有当它的阳极电位高于阴极电位时,管子才能导通;否则就截止。
并联的负载电阻愈多(负载增加),则总电阻愈小,电路中总电流和总功率也就愈大。但是每个负载的电流和功率却没有变动(严格地讲,基本上不变)。
一个电源可以用两种不同的电路模型来表示。一种是用理想电压源与电阻串联的电路模型来表示,称为电源的电压源模型;一种是用理想电流源与电阻并联的电路模型来表示,称为电源的电流源模型。
叠加定理:对于线性电路,任何一条支路中的电流,都可以看成是由电路中各个电源(电压源或电流源)分别作用时,在此支路中所产生的电流的代数和。这就是叠加定理。
戴维宁定理:任何一个有源二端线性网络都可以用一个电动势为E的理想电压源和内阻Ro串联的电路来等效代替。
RCL电路,R电阻,C电容,L电感。
国内工频交流电的标准频率:50赫兹,周期0.02s 。
三相电路中负载的连接方法有两种:星形联结和三角形联结。
(1)负载不对称而又没有中性线时,负载的相电压就不对称。当负载的相电压不对称时,势必引起有的相的电压过高,高于负载的额定电压;有的相的电压过低,低于负载的额定电压。这都是不容许的。三相负载的相电压必须对称。
(2) 中性线的作用就在于使星形联结的不对称负载的相电压对称。为了保证负载的相电压对称,就不应让中性线断开。因此,中性线(指干线)内不接入熔断器或闸刀开关。
不论负载是星形联结或是三角形联结,总的有功功率必定等于各相有功功率之和线电压的有效值为相电压有效值的3倍。
三角形联接的特点是每相负载所承受的电压等于电源的线电压380v。
三角形接法的负载不需要中性线,可由三相三线制供电。
4、变压器工作基本原理
变压器的结构可分为心式与壳式两种。
变压器原理见电工学P101。
5、单相异步电机、三相异步电机和直流电机的转动原理以及启动控制与运转控制
电动机:将电能转成机械能的是电动机。
(1)单相异步电机
单相异步电动机常用于功率不大的电动工具(如电钻、搅拌器等)和众多的家用电器(如洗衣机、电冰箱、电风扇、抽排油烟机等)。
下面介绍两种常用的单相异步电动机,它们都采用笼型转子,但定子有所不同。
电容分相式异步电动机和罩极式异步电动机。
(2)直流电机
(3)三相异步电机
三相异步电动机分成两个基本部分:定子(固定部分)和转子(旋转部分)。
三相异步电动机的定子自机座和装在机座内的圆筒形铁心以及其中的三相定子绕组组成。机座是用铸铁或铸钢制成的,铁心是由互相绝缘的硅钢片叠成的。铁心的内圆周表面冲有槽(图7.1.2),用以放置对称三相绕组U1 U2, V1V2, W1 W2' 有的接成星形,有的接成三角形。
三相异步电动机的转子根据构造上的不同分为两种型式:笼型和绕线型。转子铁心是圆柱状,也用硅钢片叠成,表面冲有槽(图7.1.2)。铁心装在转轴上,轴上加机械负载。
图7.2.7是三相异步电动机转子转动的原理图,图中N, S表示两极旋转磁场,转子中只示出两根导条(铜或铝)。当旋转磁场向顺时针方向旋转时,其磁通切割转子导条,导条中就感应出电动势。电动势的方向由右手定则确定。在这里应用右手定则时,可假设磁极不动,而转子导条向逆时针方向旋转切割磁通,这与实际上磁极顺时针方向旋转时磁通切割转子导条是相当的。在电动势的作用下,闭合的导条中就有电流。这电流与
旋转磁场相互作用。而使转子导条受到电磁力FF。电磁力的方向可应用左手定则来确定。由电磁力产生电磁转矩,转子就转动起来。由图7.2.7可见,转子转动的方向和磁极旋转的方向相同。这就是图7.2.1的演示中转子跟着磁场转动。当旋转磁场反转时,电动机也跟着反转。
6、安全用电知识;接地与接零;电路参数的测量
触电:人体受到电流的伤害。
人体触电形式为:单相触电、两相触电、跨步电压触电。
引起人的感觉的电流称为感知电流,1mA。
触电后人体能主动摆脱的电流称为摆脱电流,10mA。
在较短时间内危及生命的电流称为致命电流,50mA。
接地有工作接地与保护接地。
工作接地:将电气设备的某一部分通过接地线与埋在地下的接地体连接起来。
保护接地:将可能出现对地危险电压的设备外壳与地下的接地体相连。
保护接地线只适用于中性点不接地的供电系统。
保护接零:对于中性点接地、线电压为380V的三相四线制供电线路应采用保护接零,也就是将电气设备的金属外壳与电源的中性线相连接。
重复接地:在中性点接地系统中,除了采用保护接零外,还要采用重复接地。重复接地就是将中性线相隔一定距离多处进行接地。
在中性线接地的供电系统中,如果设备外壳采用接零保护,则中性线必须连续可靠。故中性线上不设熔断器和开关。
漏电保护装置一般用在1000V以下的低压系统中。
电工测量
2.4建筑给水排水
2.4.1考试要求
(1)熟悉生活给水系统、生活热水系统、排水系统、雨水排水系统和消防给水系统
的组成与分类
(2)熟悉建筑给水、热水供应系统、排水、雨水系统、消防用水系统的管材、设备
及附件的选用;掌握常用管材的连接和安装方法
(3)了解《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑防火规范》中建筑物的分类及消防
标准;掌握消防给水系统的组成、分类和安装要求,熟悉消火栓的设置原则;了解自动喷水灭火系统设计规范
(4)了解给水、排水设计秒流量的概念及其适用条件;了解耗热量和热水量的概念(5)掌握卫生洁具和排水管道的布置原则和敷设要求
(6)了解污废水的提升、局部处理等的相关知识
(7)了解各种水泵、阀门、套管的构造、适用范围;熟悉安装要求
(8)掌握各种给水、排水系统及管道的强度试验、严密性试验、灌水试验的方法和步骤
(9)掌握高层建筑给水、排水系统的特点
(10)了解现行相关的专业设计规范;熟悉施工质量验收规范;掌握强制性条文
2.4.2考试内容
(1)建筑给水系统、热水系统、排水系统、雨水系统、消防给水系统的组成和分类(2)给水、排水系统设计秒流量的概念及其适用条件
(3)室内热水系统耗热量和热水量的概念
(4)高层建筑给水分区的原则和供水方式
(5)节水措施
(6)建筑给水引入管的安装方法、水表节点做法、水平管与立管的安装方法;管道交叉避让原则;系统强度试验及严密性试验方法、步骤以及合格标准;系统的冲洗与消毒的方法;给水铸铁管、镀锌钢管、CPVC管、薄壁不锈钢管、衬塑钢管、塑料管等管材的同类管材连接方式以及不同种管材之间的连接方式
(7)建筑排出管的安装要求、排水横干管的安装要求、排水立管的安装要求、排水支管的安装要求;各种管材固定点的设置要求、伸缩节及阻火圈的设置原则;通气管道的设置原则及安装方法;检查清堵装置的安装要求与方法;排水系统的灌水试验外观检查(8)柔性排水铸铁管、U-PVC管、静音排水管的连接方式及不同种管道之间的连接方式
(9)水封及透气管的作用
(10)热水供应系统对水质、水温的要求及热水供应系统的安全措施;一般水加热、贮热设备的选用
(11)消防给水系统的组成、消火栓的布置原则以及自动喷水灭火系统的喷头的布置原则;消防设施(包括室内消火栓箱、室外消火栓、水泵接合器、自动喷水灭火设施、消
防水箱、消防水池、增压泵、加压泵、水流指示器等)及消防给水管道的安装要求(12)卫生器具的种类;常用卫生器具的安装方法;排水管道的敷设原则
(13)污废水提升设备的设置;化粪池及隔油池的作用
(14)给排水管道管架的分类与制作;给水管道的防腐方法;管道的保温方法
(15)各种给水设施的安装要求:包括水泵、各种增压给水设备以及阀门的设置安装要求
(16)有关建筑给排水及消防的强制性条文
1、建筑给水系统、热水系统、排水系统、雨水系统、消防给水系统的组成和分类
(1)建筑给水系统
建筑内部给水系统是将城镇给水管网或自备水源给水管网的水引入室内,经配水管送至生活、生产和消防用水设备,并满足用水点对水量、水压、水质的要求的冷水供应系统。
建筑给水系统分为生活给水系统、生产给水系统、消防给水系统、组合给水系统四类。
建筑内部给水系统一般由引入管、给水管道、给水附件、给水设备、配水设施和计量仪表组成。
给水附件包括阀门、水锤消除器、过滤器、减压孔板等管路附件。
给水的基本方式分为依靠外网压力给水方式、依靠水泵升压给水方式。其中,依靠外网压力的给水方式包括:直接给水方式、设水箱的给水方式;依靠水泵升压给水方式,包括设水泵的给水方式、设水泵、水箱联合给水方式、气压给水方式、分区给水方式。
(2)建筑热水系统
建筑内部热水供应系统按热水供应范围,可分为局部热水供应系统、集中热水供应系统和区域热水供应系统。
集中热水供应系统,其主要由热媒系统、热水供应系统、阀件三部分组成。
热媒是第一循环系、热水供应系统是第二循环系统、附件包括蒸汽、热水控制附件及管道的连接附件。
(3)建筑排水系统
建筑内部排水系统分为污废水排水系统和屋面雨水排水系统两大类。
按照污废水系统来源又分为生活排水系统和工业废水排水系统。
建筑内部污废水排水系统的基本组成有:卫生器具和生产设备的受水器、排水管道、