輪機(jī)概論第一章熱工知識(shí)

輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering課程簡(jiǎn)介[1]輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[2]課程簡(jiǎn)介課件標(biāo)識(shí)說(shuō)明：(1)下劃線紅色粗體字表示必須牢固掌握的內(nèi)容；(2)為增強(qiáng)視覺(jué)效果，帶下劃線藍(lán)色粗體字與(1)等同；(3)粉紅色黑體字表示專門術(shù)語(yǔ)；(5)★表示重點(diǎn)內(nèi)容；(6)黑色字表示一般敘述。(4)綠色英語(yǔ)供參考；輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[3]輪機(jī)：是輪船上機(jī)器的總稱，含義和船舶動(dòng)力裝置基本相同，分為以下幾個(gè)部分：MarineEngineering:theengineeringconcernswiththemachineryandsystemsofships,including:課程簡(jiǎn)介1、主動(dòng)力裝置：主機(jī)、軸系、推進(jìn)器等2、輔助動(dòng)力裝置：發(fā)電機(jī)組、配電設(shè)備、鍋爐、壓縮空氣系sss統(tǒng)、甲板機(jī)械等；3、管路系統(tǒng)：泵、管系、熱交換器、濾器、容器、閥門等。1.Mainpowerplant;2.Auxiliarypowerplant;3.Pipingsystem;輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[4]課程簡(jiǎn)介輪機(jī)部人員(Personnel)輪機(jī)長(zhǎng)(ChiefEngineer,C/E)大管輪(SecondEngineer,2/E)二管輪(ThirdEngineer,3/E)三管輪(ForthEngineer,4/E)電機(jī)員(ElectricalEngineer,E/E)機(jī)工長(zhǎng)(ChiefMotorman)機(jī)工(Motorman)加油(Oiler)見(jiàn)習(xí)生(Cadet)銅匠(Fitter)輪助

(Assistantengineer)實(shí)習(xí)輪機(jī)員

(Apprenticeengineer)俗稱老軌二軌三軌四軌輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[5]課程簡(jiǎn)介輪機(jī)部人員(Personnel)職責(zé)(Responsibility)輪機(jī)部的全面管理，監(jiān)督和指導(dǎo)輪機(jī)員工作輪機(jī)部日常管理，主機(jī)、軸系、舵機(jī)、冷庫(kù)發(fā)電柴油機(jī)、燃油的管理等鍋爐、防污染設(shè)備、甲板機(jī)械、空調(diào)、艇機(jī)輪機(jī)長(zhǎng)(ChiefEngineer,C/E)大管輪(SecondEngineer,2/E)二管輪(ThirdEngineer,3/E)三管輪(ForthEngineer,4/E)電機(jī)員(ElectricalEngineer,E/E)機(jī)工長(zhǎng)(ChiefMotorman)機(jī)工(Motorman)加油(Oiler)見(jiàn)習(xí)生(Cadet)銅匠(Fitter)輪助

(Assistantengineer)實(shí)習(xí)輪機(jī)員

(Apprenticeengineer)輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[6]課程簡(jiǎn)介輪機(jī)部人員(Personnel)值班(Watchkeeping)不值班1200-04000400-08000800-1200不值班輔機(jī)班、白班輪機(jī)長(zhǎng)(ChiefEngineer,C/E)大管輪(SecondEngineer,2/E)二管輪(ThirdEngineer,3/E)三管輪(ForthEngineer,4/E)電機(jī)員(ElectricalEngineer,E/E)機(jī)工長(zhǎng)(ChiefMotorman)機(jī)工(Motorman)加油(Oiler)見(jiàn)習(xí)生(Cadet)銅匠(Fitter)輪助

(Assistantengineer)實(shí)習(xí)輪機(jī)員

(Apprenticeengineer)輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[7]課程簡(jiǎn)介主要內(nèi)容(Contents)2柴油機(jī)

(DieselEngine)3推進(jìn)裝置

(PropulsionPlant)4泵和馬達(dá)

(Pump&Motor)5甲板機(jī)械

(DeckMachinery)6船舶系統(tǒng)

(ShipSystem)7船舶鍋爐

(MarineBoiler)1熱工知識(shí)

(Fundamentals)輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering第一章熱工基礎(chǔ)知識(shí)[8]第一章熱工基礎(chǔ)知識(shí)Chapter1FundamentalsofThermodynamics主要內(nèi)容：本章主要介紹熱工基礎(chǔ)知識(shí)，包括熱力狀態(tài)參數(shù)、熱與功的轉(zhuǎn)換、水蒸氣和濕空氣的性質(zhì)、傳熱的基本方式等。重點(diǎn)是理解和掌握基本概念。Abstract：Thischapterintroducesthefundamentalsofthermodynamics,includingtheparameters

of

thermodynamics,conversionofheatandwork,propertiesofwatervaporandwetair,patternsofheattransfer.Thekeypointistounderstandandmemorizethedefinitions.輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[9]一、工質(zhì)第一章熱工基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)熱力狀態(tài)參數(shù)Section1ParametersofThermodynamics熱能動(dòng)力裝置(ThermalPowerPlant):

將燃料燃燒產(chǎn)生的部分熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置。例：柴油機(jī)、汽油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)。工質(zhì)(WorkingMedium):用來(lái)將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的各種流動(dòng)介質(zhì)。工質(zhì)應(yīng)具有良好的膨脹性、流動(dòng)性。(★★★★)

例：柴油機(jī)的工質(zhì)是燃?xì)?，蒸汽輪機(jī)的工質(zhì)是水蒸氣。輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[10]二、狀態(tài)參數(shù)(ParametersofThermodynamics)第一章熱工基礎(chǔ)知識(shí)狀態(tài)參數(shù)：用來(lái)描述系統(tǒng)宏觀特性的物理量。壓力(Pressure,P)溫度(Temperature,T)比容(Specificvolume,v)內(nèi)能(Internalenergy,U)粒子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和勢(shì)能的和。焓

(Enthalpy,H)系統(tǒng)中能夠做功的能量。熵(Entropy,S)物質(zhì)微觀熱運(yùn)動(dòng)混亂程度的標(biāo)志，熱量轉(zhuǎn)ssssssssssssssssssss化為功的程度基本狀態(tài)參數(shù)(可測(cè))(★★★★)

輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[11]1、壓力

(Pressure,P)第一章熱工基礎(chǔ)知識(shí)壓力：工質(zhì)垂直作用在單位容器壁面或分界面上的力。國(guó)際單位：N/m2(Pa),MPa(106Pa)工程單位：kgf/cm2,bar英制單位：psi(bf/in2)1kgf/cm2=0.981×105Pa1psi=0.69×104Pa帕斯卡巴工程氣壓標(biāo)準(zhǔn)氣壓磅力/英寸2毫米汞柱米水柱(Pa)(bar)(at)(atm)(psi)(Torr)N/m210N/m2kgf/cm2760mmHg1bf/in2mmHgmH2O110-51.0210-50.9910-51.4510-47.510-31.0210-4壓力單位換算表輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[12]第一章熱工基礎(chǔ)知識(shí)(1)大氣壓力pb(Atmosphericpressure)：緯度45度平均海平面上常年大氣壓力的平均值定義為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)，其大小隨緯度﹑高度﹑空氣溫度及水蒸氣含量而變化。(2)絕對(duì)壓力p(Absolutepressure)：

工質(zhì)作用在容器壁面上的實(shí)際壓力。(3)表壓力pg(Gaugepressure)：

用壓力表測(cè)得的數(shù)值，ssssssssssssssssssssssssssssspg=p-pb。(4)真空度pv

(Vacuum)：用真空表測(cè)得的數(shù)值，pv=pb-p。輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[13]第一章熱工基礎(chǔ)知識(shí)ppgapb大氣壓力0bpvp大氣壓力0pbpg=p-pbpv=pb-p工程計(jì)算中，取pb=0.1MPa,則p=pg+0.1MPa輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[14]第一章熱工基礎(chǔ)知識(shí)壓力表真空壓力表輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[15]2、溫度

(Temperature,T)(★★★★)

第一章熱工基礎(chǔ)知識(shí)溫度：表示物質(zhì)冷熱程度的狀態(tài)參數(shù)。溫度的數(shù)值表示方法ssssss叫做溫標(biāo)

(TemperatureScale)

。華氏溫標(biāo)

(Fahrenheit)：在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，純水冰點(diǎn)定為32度，沸點(diǎn)212度，兩點(diǎn)間均分180等份，每份為1華氏度，記作1F，符號(hào)tF。攝氏溫標(biāo)

(Celsius)：在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，純水冰點(diǎn)定為0度，沸點(diǎn)100度，兩點(diǎn)間均分100等份，每份為1攝氏度，記作1C，符號(hào)tC。開(kāi)氏溫標(biāo)

(Kelvin)：攝氏零下273.15C為零度，每度的間隔與攝氏溫標(biāo)相同，記作1K

，符號(hào)TK。輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[16]第一章熱工基礎(chǔ)知識(shí)冷卻水、燃油、滑油柴油機(jī)排氣數(shù)字顯示★★★★★輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[17]第一章熱工基礎(chǔ)知識(shí)3、比容和密度

(Specificvolume,density)比容：1kg的物質(zhì)所占的容積，m3/kg。V-容積，m-質(zhì)量密度：1m3的物質(zhì)所具有的質(zhì)量，kg/m3。，輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[18]第一章熱工基礎(chǔ)知識(shí)4、理想氣體狀態(tài)方程

(Idealgasstateequation)R-氣體常數(shù)(Gasconstant)理想氣體(Idealgas)

：又稱完全氣體，假想的、理想化的氣體模型，氣體的分子是一些彈性的、本身不占有體積的質(zhì)點(diǎn)，且分子相互之間不存在作用力。完全符合下述方程：工程上，空氣、柴油機(jī)的燃?xì)?、空氣中的水蒸氣等，可按理想氣體進(jìn)行計(jì)算。輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[19]第一章熱工基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)熱與功Section2HeatandWork一、熱量熱量(Heat,Q)：系統(tǒng)和外界由于溫度差而通過(guò)邊界傳遞的sssssssssssssss能量。外界給系統(tǒng)加熱，Q+；系統(tǒng)對(duì)外界sssssssssssssss放熱，Q-。1kJ=0.2388kcal=0.984BTU(BritishThermalUnit)

1kcal:標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，1kg純水,14.5C15.5C1BTU:標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，1b純水,59.5C60.5C輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[20]二、功和功率(Work,Power)第一章熱工基礎(chǔ)知識(shí)功(Work)：當(dāng)封閉系統(tǒng)通過(guò)邊界和外界之間發(fā)生相互作用時(shí)，如果外界的唯一效果是升起重物，則系統(tǒng)對(duì)外界作了功；反之，如果外界的唯一效果是降低重物，則外界對(duì)系統(tǒng)作了功。1kgf·m=9.8N·m=9.8J功率

(Power)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所做的功。1ps=0.735kW

(★★★★)

ps-工制馬力，hp-英制馬力,1ps=0.986hp輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[21]三、熱效率(Thermalefficiency)第一章熱工基礎(chǔ)知識(shí)熱效率：效果與代價(jià)之比。內(nèi)燃機(jī)工作系統(tǒng)W-機(jī)械功Q1-從高溫?zé)嵩次盏臒崃縌2-傳給低溫?zé)嵩吹臒崃孔罾硐胙h(huán)、即熱效率最高的循環(huán)是卡諾循環(huán)

(Carnotcycle)

η<100%T1-高溫?zé)嵩礈囟?，T2-低溫?zé)嵩礈囟容啓C(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[22]第一章熱工基礎(chǔ)知識(shí)第三節(jié)水蒸氣與濕空氣Section3WaterVaporandWetAir一、水蒸氣的性質(zhì)飽和溫度(SaturationTemp.)：一定壓力下水開(kāi)始沸騰的溫度稱為該壓力下的飽和溫度。1atm,100C;2atm,200C。特點(diǎn)：飽和溫度隨壓力的變化而變化，壓力越高對(duì)應(yīng)的飽和溫度越高。飽和壓力(SaturationPres.)：一定溫度下壓力達(dá)到某一定值時(shí)水開(kāi)始沸騰的溫度稱為該溫度下的飽和壓力。特點(diǎn)：僅與溫度有關(guān)，溫度越高飽和壓力越高。過(guò)熱蒸汽(Superheatedsteam)：水在等壓加熱沸騰汽化完畢后，再加熱蒸汽，溫度升高而壓力不變，這樣的蒸汽稱過(guò)熱蒸汽。輪機(jī)概論IntroductiontoMarineEngineering[23]第一章熱工基礎(chǔ)知識(shí)過(guò)熱度(Degreeofsuperheat，t)：過(guò)熱蒸汽的溫度t與飽和溫度ts之差,即△t=t-ts。二、濕空氣濕空氣

(Wetair)

：含有水蒸氣的空氣。飽和空氣

(Saturatedair)

：空氣中所含水蒸氣量已經(jīng)達(dá)到最大限量，稱這時(shí)的空氣為飽和空氣。否則稱為未飽和空氣。相對(duì)濕度

(Relativehumidity，)

：一定溫度下，1m3濕空氣中所含水蒸氣量與1m3飽和空氣中所含水蒸氣量的百分比。干空氣=0%，飽和空氣=100%。(絕對(duì))濕度

(Absolutehumidity)

：一定體積的空氣中含有的水蒸氣的質(zhì)量，g/m3。露點(diǎn)

(Dewpoin