单位 及换算

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力的单位:牛顿( N )

力= 质量×加速度

1 N = 1 kg ×1 m/s2 = 1 kg.m /s2

压力的单位:Pa

压力=力 / 面积

1 Pa = 1 N / 1 m2 = 1 kg / ( m s2 .)

1 个大气压= 100000 Pa = 105 Pa.= 0.1 MPa (兆帕)

热量的单位:焦耳(J)

功 = 力 ×距离,单位是焦耳(J),或千焦耳(KJ)

1 J = 1 N ×1 m = 1 kg.m2 / s2

功率的单位:瓦(W)

1 W = 1 J / s , 或 1 KW = 1 KJ / s

目前,工程上经常用千卡或大卡(Kcal)作为热量的计量单位。

1 千卡的物理含义是:1公斤的水温度升高1度或降低1度所吸收或放出的热量。这一工程单位正逐渐被国际单位千焦(KJ)所代替。

二者的换算关系为:

1 KJ = 0.2388 Kcal 或 1 Kcal = 4.1868 KJ

1 KW. = 1 KJ /s = 0.2388 Kcal /s = 860 Kcal /h

1 MW = 106 W

例如,有一台锅炉,热负荷为 1200000 Kcal / h , 其对应的KW数为:

1200000 / 860 = 1395 KW ≈2×700 KW = 1.4 MW ( 1 MW = 106 W).

物性表的应用举例:

有一热风炉,所产生的热风在200℃时的体积流量为40000m3/h, 试将其换算成质量流量kg/h. 由空气物性表查得在200℃下的空气密度ρ=0.746 kg/m3,

则空气的质量流量为:G = 40000 m3/h×0.746 kg/m3 = 29840 kg/h = 8.29 kg / s ..

进一步将上述质量流量换算成0℃下的体积流量,即 标准立方米每小时(Nm3/h)。

由上表查得,在0℃下的空气密度为ρ=1.293 kg/m3,

则在标准状况下的体积流量为: V = 29840 kg/h ÷ 1.293 kg/m3 = 23078 Nm3/h.

质量流量(kg/ h)或标准体积流量(Nm3/h)在流体的流动和换热过程中是保持不变的,是不随温度而变化的。

在物性表中,有一个与热量计算有关的物理量----比热Cp, KJ / (kg.℃) .其物理意义从单位的表述中可以得知:1kg 质量的物体,当温度产生1 ℃ 的变化时,该物体含有的热能的变化(KJ) 举例计算

对于1kg 的 800℃ 的高温烟气,其含有的热能是多少?由烟气物性表查得,800℃ 下‘’的比热Cp = 1.264KJ / (kg.℃) ,则1kg烟气所包含的热能为:800℃×1.264 KJ / (kg.×℃) = 1011.2 KJ / kg 。

如果在经过换热器之后,烟气的温度降至200℃,问这时该1kg烟气所包含的热能是多少?首先,查取200℃时的烟气比热Cp =

1.097KJ / (kg.℃), 则1kg烟气的热能为:200℃×1.097 KJ /

(kg.℃)=219.7 KJ / kg 。

如果在经过换热器之后,烟气的温度降至200℃,问这时该1kg烟气所包含的热能是多少?首先,查取200℃时的烟气比热Cp = 1.097KJ / (kg.℃), 则1kg烟气的热能为:200℃×1.097 KJ / (kg.℃)=219.7 KJ / kg 。

(3)在饱和水的热物理性质表中,应当关注的是饱和温度(t ℃)和饱和压力 (Pa)的对应关系。所谓饱和状态,是指在一个只有水和水蒸汽共存的密闭容器中,在这一对应的饱和温度和饱和压力下,液体变成蒸汽的分子数等于蒸汽变成液体的分子数,即处于相对的平衡状态。

一台产生0。6MPa饱和蒸汽的锅炉,其蒸汽的出口温度是多少?

由水蒸汽热物性表查得,0。6MPa对应的蒸汽温度约为158℃。

(4)在饱和水和饱和水蒸气的热物性表中,还应当关注的是两个热焓值:饱和水的热焓h’ 和饱和蒸汽的热焓 h,, ,其单位为 KJ/kg,物理意义是一公斤质量的介质所包含的热能,热能的计算起点是0℃。例如,100℃下水的焓值h‘ =

419。1 KJ/kg, 而100℃下水蒸气的焓值为h,, = 2675。7 KJ/kg, 二者的差值: 2675。7- 419。1= 2256。6 KJ/kg = r 。此处,r 叫汽化潜热,是水蒸气热物性表中的另一个重要物理量。