熱能與動力工程概論講義PPT課件

1、 “熱能與動力工程概論熱能與動力工程概論”是我們專業(yè)的一是我們專業(yè)的一門專業(yè)選修課，共門專業(yè)選修課，共8學時，學時，0.5學分。課程目學分。課程目的是讓同學對我們專業(yè)所涉及的工程對象、的是讓同學對我們專業(yè)所涉及的工程對象、理論基礎和科學研究發(fā)展情況有一個基本了理論基礎和科學研究發(fā)展情況有一個基本了解，以便于今后的學習。我們每周一次課，解，以便于今后的學習。我們每周一次課，有我和另外的三位老師分別介紹。有我和另外的三位老師分別介紹。第1頁/共45頁能量的形式能量的形式能源概況能源概況能量的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)能量的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主要的動力裝置主要的動力裝置熱能動力工程的理論基礎熱能動力工程的理論基礎學科概況學科概

2、況第2頁/共45頁能量的形式能量的形式機械能機械能熱熱 能能電電 能能輻射能輻射能化學能化學能核核 能能_與物體宏觀機械運動或空間狀態(tài)相關的能量。與物體宏觀機械運動或空間狀態(tài)相關的能量。_構(gòu)成物質(zhì)的微觀分子運動的動能和勢能總和稱為熱能。其它構(gòu)成物質(zhì)的微觀分子運動的動能和勢能總和稱為熱能。其它的形式能都可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。的形式能都可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。_是和電子流動與累積有關的一種能量，通常是由電池中的化是和電子流動與累積有關的一種能量，通常是由電池中的化學能轉(zhuǎn)換而來。學能轉(zhuǎn)換而來。_物體以電磁波形式發(fā)射的能量。物體以電磁波形式發(fā)射的能量。_物質(zhì)原子核外進行化學變化時放出的能量。物質(zhì)原子核外進行化學變化

3、時放出的能量。_蘊藏在原子核內(nèi)部的物質(zhì)結(jié)構(gòu)能。蘊藏在原子核內(nèi)部的物質(zhì)結(jié)構(gòu)能。第3頁/共45頁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電能電能熱能熱能太太陽陽能能風風能能其其它它煤煤水水能能石石油油天天然然氣氣第4頁/共45頁天然氣天然氣石油石油煤煤核能核能太陽能太陽能水能水能風能風能熱熱能能電電能能燃燒爐燃燒爐工業(yè)加工業(yè)加熱裝置熱裝置核反應堆核反應堆熱電直接熱電直接轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換裝置電熱裝置電熱裝置熱熱機機機機械械能能發(fā)發(fā)電電機機用用 戶戶能量轉(zhuǎn)換及利用圖能量轉(zhuǎn)換及利用圖第5頁/共45頁蒸汽動力循環(huán)蒸汽動力循環(huán)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（1）第6頁/共

4、45頁蒸汽動力循環(huán)蒸汽動力循環(huán)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（1）第7頁/共45頁蒸汽動力循環(huán)蒸汽動力循環(huán)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（1）第8頁/共45頁蒸汽動力循環(huán)蒸汽動力循環(huán)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（1）第9頁/共45頁鍋爐汽輪機發(fā)電機凝汽器給水泵蒸汽火力發(fā)電站系統(tǒng)圖火力發(fā)電站系統(tǒng)圖1第10頁/共45頁鍋爐汽輪機發(fā)電機凝汽器給水泵蒸汽火力發(fā)電站系統(tǒng)圖火力發(fā)電站系統(tǒng)圖2加熱器再熱器第11頁/共45頁熱交換器汽輪機發(fā)電機凝汽器給水泵蒸汽核電站系統(tǒng)示意圖核電站系統(tǒng)示意圖反應堆循環(huán)泵冷卻劑第12頁/共45頁燃氣動力循環(huán)燃氣動力循環(huán)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（2）第13頁/共45頁燃氣動力循環(huán)燃氣動力

5、循環(huán)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（2）第14頁/共45頁燃氣輪機發(fā)電機空氣壓氣機燃燒室燃料排氣燃氣輪機發(fā)電示意圖燃氣輪機發(fā)電示意圖第15頁/共45頁燃氣燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)示意圖發(fā)電系統(tǒng)示意圖燃氣輪機發(fā)電機壓氣機燃燒室燃料空氣給水泵加熱器凝汽器汽輪機發(fā)電機余熱鍋爐第16頁/共45頁整體煤氣化整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（聯(lián)合循環(huán)（IGCC）發(fā)電系統(tǒng)示意圖發(fā)電系統(tǒng)示意圖燃氣輪機發(fā)電機壓氣機燃燒室煤氣空氣給水泵加熱器凝汽器汽輪機發(fā)電機余熱鍋爐煤空氣或純氧氣化爐第17頁/共45頁制冷循環(huán)制冷循環(huán)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（3）第18頁/共45頁蒸發(fā)器壓氣機冷凝器節(jié)流閥蒸汽壓縮式制冷示意圖蒸汽壓

6、縮式制冷示意圖吸收低溫處的熱量向外界環(huán)境散失熱量M第19頁/共45頁鍋鍋 爐爐主要動力裝置（主要動力裝置（1）按按用用途途分分類類電站鍋爐電站鍋爐工業(yè)鍋爐工業(yè)鍋爐船舶鍋爐船舶鍋爐機車鍋爐機車鍋爐按按蒸蒸汽汽壓壓力力低壓鍋爐低壓鍋爐亞臨界鍋爐亞臨界鍋爐超臨界鍋爐超臨界鍋爐低于2.5MPa1718 MPa大于22.19 MPa按按燃燃料料分分類類燃煤鍋爐燃煤鍋爐燃油鍋爐燃油鍋爐燃氣鍋爐燃氣鍋爐按按燃燃燒燒方方式式燃粉鍋爐燃粉鍋爐層燃鍋爐層燃鍋爐流化床鍋爐流化床鍋爐第20頁/共45頁鍋鍋 爐爐主要動力裝置（主要動力裝置（1）第21頁/共45頁鍋鍋 爐爐主要動力裝置（主要動力裝置（1）第22頁/共45

7、頁鍋鍋 爐爐主要動力裝置（主要動力裝置（1）第23頁/共45頁鍋鍋 爐爐主要動力裝置（主要動力裝置（1）第24頁/共45頁汽輪機汽輪機主要動力裝置（主要動力裝置（2）第25頁/共45頁汽輪機汽輪機主要動力裝置（主要動力裝置（2）第26頁/共45頁汽輪機汽輪機主要動力裝置（主要動力裝置（2）第27頁/共45頁汽輪機汽輪機主要動力裝置（主要動力裝置（2）第28頁/共45頁泵和風機泵和風機主要動力裝置（主要動力裝置（3）第29頁/共45頁泵和風機泵和風機主要動力裝置（主要動力裝置（3）第30頁/共45頁熱質(zhì)交熱質(zhì)交換設備換設備主要動力裝置（主要動力裝置（4）第31頁/共45頁熱質(zhì)交熱質(zhì)交換設備換設備

8、主要動力裝置（主要動力裝置（4）第32頁/共45頁熱質(zhì)交熱質(zhì)交換設備換設備主要動力裝置（主要動力裝置（4）第33頁/共45頁水輪機水輪機主要動力裝置（主要動力裝置（5）第34頁/共45頁內(nèi)燃機內(nèi)燃機主要動力裝置（主要動力裝置（6）第35頁/共45頁蒸發(fā)器和蒸發(fā)器和冷凝器冷凝器主要動力裝置（主要動力裝置（7）第36頁/共45頁熱能動力工程的理論基礎（熱能動力工程的理論基礎（1）工程熱力學工程熱力學工程熱力學工程熱力學是研究是研究熱能與機械能相互轉(zhuǎn)熱能與機械能相互轉(zhuǎn)換的一門學科換的一門學科，其基本任務是研究熱能轉(zhuǎn)，其基本任務是研究熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的規(guī)律和條件，從而找出提高變?yōu)闄C械能的規(guī)律和條件，從

9、而找出提高熱能利用經(jīng)濟性的途徑。熱力學第一定律熱能利用經(jīng)濟性的途徑。熱力學第一定律（能量守恒定律）闡明了熱能和機械能相（能量守恒定律）闡明了熱能和機械能相互轉(zhuǎn)化時的數(shù)量關系；熱力學第二定律指互轉(zhuǎn)化時的數(shù)量關系；熱力學第二定律指明了能量轉(zhuǎn)換的方向性，熱能不可能全部明了能量轉(zhuǎn)換的方向性，熱能不可能全部轉(zhuǎn)換為機械能，而機械能可以無條件全部轉(zhuǎn)換為機械能，而機械能可以無條件全部轉(zhuǎn)變化熱能。轉(zhuǎn)變化熱能。第37頁/共45頁熱能動力工程的理論基礎（熱能動力工程的理論基礎（2）傳熱學傳熱學傳熱學傳熱學是研究是研究熱量傳遞規(guī)律的一門學科熱量傳遞規(guī)律的一門學科，其內(nèi)容包括熱量傳遞的方式、機理、計算其內(nèi)容包括熱量傳遞

10、的方式、機理、計算和測試等。和測試等。熱傳導（導熱）熱傳導（導熱）熱對流熱對流熱輻射熱輻射1T2T第38頁/共45頁熱能動力工程的理論基礎（熱能動力工程的理論基礎（3）工程流體力學工程流體力學工程流體力學工程流體力學是研究是研究流體平衡和運動規(guī)流體平衡和運動規(guī)律律，是力學的基本原理在液體和氣體中實，是力學的基本原理在液體和氣體中實際應用的一門科學。際應用的一門科學。主要內(nèi)容包括：流體的物性；流體平衡的主要內(nèi)容包括：流體的物性；流體平衡的條件及平衡時壓強分布規(guī)律；理想流體和條件及平衡時壓強分布規(guī)律；理想流體和黏性流體運動的基本方程；管道流動分析黏性流體運動的基本方程；管道流動分析及管路計算；繞過物體流動及邊界層理論。及管路計算；繞過物體流動及邊界層理論。 第39頁/共45頁動力工程與工程熱物理動力工程與工程熱物理工工程程熱熱物物理理熱熱能能工工程程動力動力機械機械及及工程工程流體流體機械機械及及