热能与动力机械基础第八章 换热与蓄热装置

热能与动⼒⼯程基础复习题热能与动⼒⼯程基础⼀、名词解释第1章1.热能动⼒装置：燃烧设备、热能动⼒机以及它们的辅助设备统称为热能动⼒装置。

2.原动机：将燃料的化学能、原⼦能和⽣物质能等所产⽣的热能转换为机械能的动⼒设备。

如蒸汽机、蒸汽轮机、燃⽓轮机、汽油机、柴油机等。

3.⼯作机：通过消耗机械能使流体获得能量或使系统形成真空的动⼒设备。

第2章1.锅炉：是⼀种将燃料化学能转化为⼯质（⽔或蒸汽）热能的设备。

2.锅炉参数：锅炉的容量、出⼝蒸汽压⼒及温度和进⼝给⽔温度。

3.锅炉的容量：指在额定出⼝蒸汽参数和进⼝给⽔温度以及保证效率的条件下，连续运⾏时所必须保证的蒸发量(kg/s或T/h) ，也可⽤与汽轮机发电机组配套的功率表⽰为kW 或MW 。

4.锅炉出⼝蒸汽压⼒和温度：指锅炉主汽阀出⼝处(或过热器出⼝集箱)的过热蒸汽压⼒和温度。

5.锅炉进⼝给⽔温度：指省煤器进⼝集箱处的给⽔温度。

6.煤的元素分析：C、H、O、N、S。

7.锅炉各项热损失：有排烟热损失，化学不完全燃烧损失，机械不完全燃烧损失，灰渣物理热损失，及散热损失。

8.锅炉热平衡：指输⼊锅炉的热量与锅炉输出热量之间的平衡。

9.锅炉的输出热量：包括⽤于⽣产蒸汽或热⽔的有效利⽤热和⽣产过程中的各项热损失。

10.锅炉的热效率：锅炉的总有效利⽤热量占锅炉输⼊热量的百分⽐。

在设计锅炉时，可以根据热平衡求出锅炉的热效率：11.锅炉燃烧⽅式：层燃燃烧、悬浮燃烧及流化床燃烧三种⽅式。

12.层燃燃烧：原煤中特别⼤的煤块进⾏破碎后，从煤⽃进⼊炉膛，煤层铺在炉排上进⾏燃烧。

13.悬浮燃烧：原煤⾸先被磨成煤粉，然后通过燃烧器随风吹⼊炉膛进⾏悬浮燃烧。

这种燃烧⽅式同样⽤来燃烧⽓体和液体燃料。

14.流化：指炉床上的固体燃料颗粒在⽓流的作⽤下转变为类似流体状态的过程。

15.流化床燃烧：原煤经过专门设备破碎为0～8mm⼤⼩的煤粒，来⾃炉膛底部布风板的⾼速⿎风将煤粒托起，在炉膛中上下翻滚地燃烧。

热能与动力机械基础制冷和空调是相互联系又相互独立的两个领域。

制冷是一种冷却过程，除用于食品冷冻加工、化工和机械加工等工业制冷外，其最主要的应用是空调。

空调中既有冷却，也包括括供暖、加湿、去湿以及流速、热辐射和空气质量的调节等。

本章将以制冷循环或逆向循为核心，重点阐述制冷与空调系统中的能量转换关系和性能评价等内容。

第一节概述一、制冷的定义与分类制冷是指用人工的方法在一定时间和一定空间内将物体冷却，使其温度降低到环境温度以下，保持并利用这个温度。

按照所获得的温度，通常将制冷的温度范围划分为以下几个领域：120K以上，普冷；120N0．3K，深冷(又称低温)；0．3K以下，极低温。

由于温度范围不同，所采用的降温方式，使用的工质、机器设备以及依据的具体原理有很大差别。

工程应用上有多种人工制冷方法，如适用于普通制冷的蒸气压缩式制冷、吸收式制冷、蒸气喷射式制冷，适用于深度制冷(制冷温度为20~160K)的气体膨胀制冷、半导体体制冷、磁制冷等。

空气调节系统中所用的人工制冷方法主要是蒸气压缩式、吸收式制冷。

二、制冷研究的内容制冷研究的内容可以概括为以下四个方面：1)研究获得低于环境温度的方法、机理以及与此对应的循环，并对循环进行热力学的分析和计算。

2)研究循环中使用的工质的性质，从而为制冷机提供合适的工作介质。

3)研究气体的液化和分离技术。

例如液化氧、氮、氢、氦等气体，将空气或天然气液化、分离，均涉及一系列的制冷技术。

4)研究所需的各种机械和设备，包括它们的工作原理、性能分析、结构设计。

三、制冷技术的应用制冷技术的应用几乎渗透到各个生产技术、科学研究领域，并在改善人类的生活质量方面发挥了巨大作用。

1．商业及人民生活食品冷冻冷藏和舒适性空气调节是制冷技术应用最为量大、面广的领域。

商业制冷主要用于各类食品冷加工、冷藏储存和冷藏运输，使之保质保鲜。

现代的食品工业，从生产、储运到销售，有一条完整的“冷链”。

所使用的制冷装置有：各种食品冷加工装置、大型冷库、冷藏汽车、冷藏船等，直至家庭用的电冰箱。

1、蓄能装置：实现热量(冷量)转移，削峰填谷的作用。

2、蓄能装置性能：装置容量、蓄能功率、泄能功率、蓄能热效率等。

蓄能装置是未来能源领域可持续发展的重要部分和发展战略，是实现能源可再生化和高效利用的一种有效途径。

虽然它在协调冷热负荷与电负荷的匹配上起着重要的作用，但实际上所起作用的大小受制于需求负荷分布的特点。

但蓄能装置如何使用才能带来最大的经济效益需要进行优化运行计算。

蓄能装置的容量大小也应结合运行效益和投资进行综合考虑。

3、在选择蓄热材料时，设计者应该综合考虑到蓄热能力、初投资、运行费用、占地面积、使用寿命和可靠性等。

4、在规范《太阳能供热采暖工程技术规范》GB50495-2009 中规定，以空气作为工作介质的太阳能采暖系统，应该选用岩石床或相变材料作为蓄热材料。

相变材料在相变过程中吸收或释放能量，这部分能量称为相变潜热。

与显热蓄热相比，相变材料具有高蓄热能力，而且在蓄热过程中具有近似等温的特性。

最典型的是相变墙体的发明与研究，即将相变材料和建筑基体材料相混和，涂抹在房间围护结构的内表面，构造成一种新型复合相变墙体。

这种墙体利用了相变材料在恒定的温度区间里具有极强蓄热能力的特性，不但能够极大地提高墙体的蓄热性能，而且充分有效地吸收透射入房间的太阳辐射能。

与相变材料相比，卵石蓄热属于显热蓄热，蓄热能力较低，占用面积大，但具有易与空气换热、成本低、与建筑的一体化程度高、操作方便和便于管理等特点，已经被广泛认为是可行的蓄热材料用鹅卵石制作的文化石墙具有耐酸、耐寒、吸水率低、不易风化等特点，是一种自然防水、会呼吸的环保墙圈，冷空气从下部风口进入，卵石与空气换热后，热空气从上部风口流出。

值得注意的是，蓄热器四周应具有保温性能。

图5-1 以卵石为蓄热材料的蓄热器结构示意图断面流速、卵石粒径和卵石床长度对蓄热器性能的影响。

（1）以热平衡法为基础，建立了以卵石为蓄热材料的蓄热器数学模型。

（2）搭建实验台，对蓄热器内部卵石温度、空气温度以及空气穿过蓄热器时的流动阻力进行测试。

闭卷填空题备考：第一章：1.流体机械分类：速度式,容积式,喷射式2.速度式流体机械分类：反动式径流式,轴流式,斜流式,冲动式3.容积式流体机械分类：往复式活塞式,柱塞式,回转式螺杆式,罗茨式,涡旋式,滚动活塞,齿轮式,滑片式4.热交换器分类：间壁式,混合式,蓄热式间壁式换热器分类：管式沉浸式,喷淋式,翅片管式,套管式,管壳式,热管式,板式波纹平板式,螺旋板式,板壳式,板翅式第二章：1.叶轮机械的典型结构：离心式工作机,轴流式原动机,轴流式工作机,原动机和工作机联合装置;第三章：1.过流部件三大部分：叶轮,吸入室,压水室或扩压部件2.叶片式流体机械中的能量损失分类：流动损失,泄漏损失,机械损失第四章：1.涡轮机又称透平机,它是汽轮机、燃气轮机、透平膨胀机、水轮机等叶轮动力机械的总称;2.汽轮机、燃气轮机、透平膨胀机的工质都是气体,都是高温高压气体在其流道中膨胀成低温低压气体,同时对外输出机械功;3.气体涡轮机的主要结构形式有径流式和轴流式;4.按汽轮机功能分类：汽轮机可分为凝气式汽轮机和供热式汽轮机;5.按蒸汽参数高低分类：汽轮机可分为低压汽轮机、中压汽轮机、高压汽轮机、超高压汽轮机和亚临界压力汽轮机、超临界压力汽轮机和超超临界压力汽轮机;6.按做功原理可以分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机,按汽轮机气缸个数可分为单缸汽轮机和多缸汽轮机,按汽轮机轴的个数分为单轴汽轮机和双轴汽轮机,按级数分为单级和多级汽轮机;7.冲动级有三种不同的形式：纯冲动级,带反动度的冲动级,复速级8供热式汽轮机有背压式汽轮机和调节抽汽式汽轮机;9汽轮机调节系统：液压机械液压调节系统,功率——频率电液调节系统,数字电液调节系统10汽轮机调速系统三部分：转速感受元件,传动放大机构,配汽机构11航空燃气轮机：涡轮喷气发动机,涡轮风扇发动机,涡轮螺旋桨发动机12水轮机结构类型：混流式水轮机,轴流式水轮机,翼流式水轮机,切击式水轮机第五章：1.内燃机结构型式分为往复活塞式内燃机使用最广泛,旋转活塞式内燃机和燃气轮机等;2.内燃机分类：按工作循环的冲程数：二冲程循环机,四冲程循环机按汽缸数分类：单缸机,多缸机按曲轴转速分类：高速机,中速机按进气方式分类：自然吸气式内燃机,增压式内燃机按所用燃料分类：柴油机,汽油机,煤气机以及天然气机等按冷却方式分类：水冷式内燃机,风冷式内燃机按着火方式分类：压燃式又称自燃式,点燃式3.活塞式压缩机和泵的分类：按所能达到的排出压力分类：低压压缩机,中压压缩机,高压压缩机,超高压压缩机；低压泵,中压泵,高压泵按气缸中心线相对地平面的排列方式分类：立式,卧式,对动式,对置式,角度式分为L、V、W 形,扇形按气缸液缸容积的利用方式分类：单作用式,双作用式,级差式压缩机按气体达到终了压力所需的级数分类：单级压缩机,两级压缩机,多级压缩机按密封方式分类：开启式,封闭式,全封闭式4.内燃机结构：气缸体——曲轴箱组,曲柄连杆机构,配气机构,燃油系统,点火系统,润滑系统,冷却系统,启动装置5.三大运动件：活塞,连杆,曲轴6.三个主要固定件：气缸体,气缸套和气缸盖第六章：1.四冲程内燃机工作过程：进气,压缩,做功,排气2.二冲程柴油机工作过程：换气,压缩,燃烧,膨胀3.内燃机三种理想循环：等容加热循环,等压加热循环,混合加热循环4.内燃机实际循环包括的过程：压缩过程,燃烧过程,膨胀过程,换气过程5.柴油机燃烧室分为统一式燃烧室和分隔式燃烧室6.统一式燃烧室分为开式、半分开式、球型油膜式以及复合式等型式;其启动性能由好到差是半分开式、复合式、球型油膜式7.分隔式燃烧室分为涡流室和预燃室;8.柴油机的燃料供给系统是由燃油箱、柴油粗滤器、输油泵、柴油精滤器、喷油泵、喷油器、燃油管泵以及调速器等组成;9.喷油器分为轴针式喷油器和孔式喷油器;10.调速器分为单程式调速器,两极式调速器、全程式调速器;11.汽油机燃料供给系统一般由油箱、油管、汽油滤清器、汽油泵和化油器等组成;12.汽油机燃烧室分为楔形燃烧室、浴盆形燃烧室和半球形燃烧室;13.汽油喷射方式有三种：向缸内直接喷射、向气缸盖进气道喷射、向进气管中喷射;14.汽油喷射装置类型分为机械汽油喷射装置和电子控制汽油喷射装置;15.柴油机增压方式分为机械增压系统、废气涡轮增加系统、复合增压系统;第八章：1.管壳式换热器分为固定管板式换热器,浮头式换热器,U形管式换热器和套管式换热器2.混合式换热器分为冷水塔和混合式冷凝器;3.混合式冷凝器分为液柱式冷凝器、液膜式冷凝器、填充式冷凝器、喷射式混合冷凝器第九章：1.燃烧系统和汽水系统主要部件与其间的连接管道和炉墙构架等组成的整体成为锅炉本体;2.锅炉的类型：按用途分类：电站锅炉和工业锅炉按容量分类：小型中型大型按蒸汽压力分类：低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临界锅炉、超临界锅炉按燃烧方式分类：层燃炉、室燃炉、旋风炉、流化床炉按工质在锅炉蒸发受热面中的流动方式分类：自然循环锅炉、强制寻欢锅炉、直流锅炉、低倍率循环锅炉3.燃油的主要特性参数：黏度、凝固点、闪点与燃点、含硫量、灰分;4.煤粉燃烧器分为直流燃烧器和旋流燃烧器;5.锅炉受热面主要包括蒸发受热面、过热器、再热器、省煤器以及空气预热器;第十章：1.空调系统分类：根据空气处理设备的集中程度：集中式空调系统、半集中式空调系统、分散式空调系统根据负担室内热湿负荷所用介质不同：全空气系统、全水系统、空气—水系统、制冷剂系统第十一章：1.蒸汽动力循环：火电厂蒸汽动力装置循环——朗肯循环,回热循环,中间再热循环,热电循环。