第一篇：熱能與動力工程基礎考試試題大全

熱能與動力工程基礎（考試大全）

一、名詞解釋 第1章 導論

1.熱能動力裝置：燃燒設備、熱能動力機以及它們的輔助設備統稱為熱能動力裝置。2.原動機：將燃料的化學能、原子能和生物質能等所產生的熱能轉換為機械能的動力設備。如蒸汽機、蒸汽輪機、燃氣輪機、汽油機、柴油機等。

3.工作機：通過消耗機械能使流體獲得能量或使系統形成真空的動力設備。

第2章 鍋爐結構及原理

1.鍋爐：是一種將燃料化學能轉化為工質（水或蒸汽）熱能的設備。2.鍋爐參數：鍋爐的容量、出口蒸汽壓力及溫度和進口給水溫度。

3.鍋爐的容量：指在額定出口蒸汽參數和進口給水溫度以及保證效率的條件下，連續運行時所必須保證的蒸發量(kg/s或T/h)，也可用與汽輪機發電機組配套的功率表示為kW 或MW。

4.鍋爐出口蒸汽壓力和溫度：指鍋爐主汽閥出口處(或過熱器出口集箱)的過熱蒸汽壓力和溫度。5.鍋爐進口給水溫度：指省煤器進口集箱處的給水溫度。6.煤的元素分析：C、H、O、N、S。

7.鍋爐各項熱損失：有排煙熱損失，化學不完全燃燒損失，機械不完全燃燒損失，灰渣物理熱損失，及散熱損失。

8.鍋爐熱平衡：指輸入鍋爐的熱量與鍋爐輸出熱量之間的平衡。

9.鍋爐的輸出熱量：包括用于生產蒸汽或熱水的有效利用熱和生產過程中的各項熱損失。

10.鍋爐的熱效率：鍋爐的總有效利用熱量占鍋爐輸入熱量的百分比。在設計鍋爐時，可以根據熱平衡求出鍋爐的熱效率：

11.鍋爐燃燒方式：層燃燃燒、懸浮燃燒及流化床燃燒三種方式。

12.層燃燃燒：原煤中特別大的煤塊進行破碎后，從煤斗進入爐膛，煤層鋪在爐排上進行燃燒。

13.懸浮燃燒：原煤首先被磨成煤粉，然后通過燃燒器隨風吹入爐膛進行懸浮燃燒。這種燃燒方式同樣用來燃燒氣體和液體燃料。

14.流化：指爐床上的固體燃料顆粒在氣流的作用下轉變為類似流體狀態的過程。

15.流化床燃燒：原煤經過專門設備破碎為0～8mm大小的煤粒，來自爐膛底部布風板的高速鼓風將煤粒托起，在爐膛中上下翻滾地燃燒。

16.懸浮燃燒設備：爐膛、制粉系統和燃燒器共同組成煤粉爐的懸浮燃燒設備。17.爐膛：是組織煤粉與空氣連續混合、著火燃燒直到燃盡的空間。

18.制粉系統主要任務：連續、穩定、均勻地向鍋爐提供合格、經濟的煤粉。可分為直吹式和中間儲倉式兩種。

19.煤粉燃燒器分類：按空氣動力特性可分為旋流燃燒器和直流燃燒器兩種。

20.旋流燃燒器的氣流結構特性：二次風強烈旋轉，噴出噴口后形成中心回流區，卷吸爐內的高溫煙氣至燃燒器出口附近，加熱并點燃煤粉。二次風不斷和一次風混合，使燃燒過程不斷發展，直至燃盡。除中心回流區的高溫煙氣卷吸外，在燃燒器噴出的氣流的外圈也有高溫煙氣被卷吸。21.旋流燃燒器的布置方式：旋流燃燒器一般作前墻或前后墻對沖(交錯)布置。22.直流式燃燒器的布置方式：直流式燃燒器從噴口噴出的氣流不旋轉，直流式燃燒器布置在爐膛四角，其出口氣流幾何軸線切于爐膛中心的一個假想圓，造成氣流在爐內強烈旋轉。

23.鍋爐受熱面類型：水冷壁、省煤器、過熱器、再熱器、空氣預熱器；換熱方式為對流、輻射及對流輻射混合式。

24.過量空氣系數：燃料燃燒實際所用的空氣量與燃料燃燒所需理論空氣量之比。

第3章 渦輪機及噴氣發動機

1.反動度：氣體作加速流動時損失較小，設計時常使得氣流在動葉中也有一定的加速（膨脹）。氣流在動葉氣道內膨脹程度的大小，常用級的焓降反動度?m來表示。?m等于氣流在動葉氣道內膨脹時

*的理想焓降△hb與整個級的滯止理想焓降△ht之比。

2.噴嘴損失：蒸汽在噴嘴葉柵內流動時，汽流與流道壁面之間、汽流各部分之間存在碰撞和摩擦，產生的損失。

3.速比：級的圓周速度與噴嘴出口速度之比。

部分進汽度：有噴嘴的弧段長度與整個圓周長度的比值。

輪周效率：1kg工質所做的輪周功與該級所消耗的理想能量 的比值。

4.相對內效率：蒸汽在汽輪機內的有效焓降與理想焓降的比值稱為汽輪的相對內效率。5.級的反動度：級的反動度等于蒸汽在動葉柵的理想焓降與整級的理想焓降之比。

6.純沖動級：蒸汽在噴嘴葉柵中進行膨脹，而在動葉柵中蒸汽不膨脹的級稱為純沖動級。7.帶反動度的沖動級：蒸汽的膨脹大部分在噴嘴葉柵中進行，只有一小部分在動葉柵中進行的級稱為沖動級。

8.調節系統的靜態特性：穩定工況時，機組功率與轉速的對應關系稱為調節系統的靜態特性。9.動葉損失：因蒸汽在動葉流道內流動時，因摩擦而產生損失。

余速損失：當蒸汽離開動葉柵時，仍具有一定的絕對速度，動葉柵的排汽帶走一部分動能，稱為余速損失。（或：蒸汽離開動葉片時具有一定的速度，它在本級已不能轉換為機械功，對本級是一種損失，稱做余速損失。）

10.調節級：外界負荷變化時，依靠依次啟閉的調節閥改變汽輪機第一級的通流面積來改變機組負荷的級。

11.汽輪機的輪周效率：指1kg/s蒸汽在級內所做的輪周功與蒸汽在該級中所具有的理想能量之比。12.過熱度：蒸汽的溫度比飽和溫度還高的度數。13.余速損失：蒸汽流出動葉的速度損失。

14.漏汽損失：汽輪機動靜部件存在間隙，且間隙前后存在壓力差，這使工作蒸汽的一部分不通過主流通道，而是經過間隙，由此形成的漏汽造成的損失。

15.汽輪機級：由噴管葉柵和與之相配合的動葉柵所組成的汽輪機基本作功單元。16.滯止狀態：假想將蒸汽的初速度沿等熵過程滯止到零的狀態。

17.反動度：蒸汽在動葉柵中膨脹的理想焓降和整級的滯止理想焓降之比。

18.沖動原理：蒸汽主要在噴管葉柵中膨脹，而在動葉柵中基本不膨脹，只隨汽道形狀改變其流動方向，汽流改變流動方向時對汽到產生離心力，這樣的做功原理。

19.反動原理：蒸汽既在噴管葉柵中膨脹，也在動葉柵中膨脹，且膨脹程度大致相等，這樣的做功原理。20.汽輪機設計工況：指在一定參數、轉速、功率等設計條件下的運行工況。21.級組：由兩個以上若干相鄰、流量相同、通流面積不變的級組合而成。

22.節流調節：外界負荷變化時，進入汽輪機蒸汽通過同時啟閉的調節閥，利用節流的作用改變汽輪機的進汽量，23.噴嘴調節：外界負荷變化時，進入汽輪機的蒸汽通過依次啟閉的調節閥，改變汽輪機第一級的數目達到改變第一級的通流面積，使汽輪機進汽量變化，以改變汽輪機功率的調節方法。24.熱應力：熱力設備或部件在啟停變工況時，由于溫度的變化產生的熱變形受限制時在熱力設備內產生的應力。

25.汽輪機的汽耗特性：汽輪發電機機的功率與汽耗量之間的關系。26.汽耗量：汽輪機每發一定功率消耗的蒸汽量。

27.重熱現象：是由于多級汽輪機級內的損失使汽輪機整機的理想焓降小于各級理想焓降之和的現象。28.重熱系數：是指各級的理想比焓降之和與整機的理想比焓降之差與整機的理想比焓降之比。29.汽輪機的內部損失：汽輪機中使蒸汽的狀態點發生改變的損失。30.汽輪機的外部損失：汽輪機中不能使蒸汽的狀態點發生改變的損失。31.熱耗率：汽輪機發1KW/h電能消耗的蒸汽量。

32.汽封：汽輪機動靜部件的間隙間密封裝置減小汽缸蒸汽從高壓端向外泄漏，防止空氣從低壓端進入汽缸。

33.軸封系統：與軸封相連的管道及部件構成的系統。

34.多級汽輪機：兩級或兩級以上，按壓力由高到低的順序串聯在一根或兩根軸上的各級。35.余速利用：流出汽輪機上一級蒸汽的余速動能被下一級全部或部分利用的現象。36.調節系統的自調節：調節系統從一個穩定工況過渡到另一個工況的調節.37.同步器：在機組并網帶負荷時，能平移調節系統靜態特性線的裝置.38.設計參數：汽輪機是按一定的熱力參數、轉速和功率等設計的，熱力設計所依據及所求得的參數統稱為設計參數。

39.設計工況：汽輪機運行時的各參數等于設計值。汽輪機在設計工況下運行的內效率最高，設計工況又稱為經濟工況。

40.變工況：任何偏離設計參數的運行工況統稱為變工況。

引起汽輪機變工況的主要原因：外界負荷、蒸汽參數、轉速以及汽輪機本身結構的變化。

第四章 熱力發電與核電

1提高火電廠熱經濟性的熱力學途徑有哪些？

答：主要途徑包括兩個方面：一是提高個能量轉換設備的效率，二是調高循環熱 效率。一般來講，凡是能夠提高循環的平均吸熱溫度或減小冷源損失的措施都可提高火電廠 的熱經濟性。

提高蒸汽動力循環熱效率的關鍵是減少冷源熱損失，其主要途徑是：①提高蒸汽初參數；②降低蒸汽終參數；③蒸汽中間再過熱；④給水回熱加熱（簡稱回熱）。除此之外，①盡可能采用熱電聯產或熱電冷三聯產；②發展燃氣/蒸汽聯合循環。簡述凝汽器的工作原理。

答：凝氣設備在凝汽式汽輪機熱力循環中起著冷源的作用，用來降低汽輪機排氣壓力以提高循環的熱效率。降低汽輪機排氣壓力的最有效辦法是將汽輪機的排氣凝結成水。因為若蒸汽在密閉的容器中放熱，將是溶劑很大的蒸汽被凝結成體積很小的凝結水而集結于凝汽器底部，從而在原來被蒸汽充滿的凝汽器空間中形成高度真空。熱力除氧的原理是什么？

答：熱力除氧的基本原理是建立在亨利定律和道爾頓定律的基礎上的。根據亨利定律，使水面上某氣體的實際分壓力pi將為在不平壓差作用下就可以把該氣體從水中完全除掉。根據道爾頓定律，把水加熱至飽和溫度時水蒸氣的分壓力幾乎等于水面上的全壓力，其他氣體分壓力變回去向于零，從而創造了將水中溶解的氣體全部除去的條件。{①亨利定律 當溶于水中的氣體與自水中溢出的氣體處于動態平衡時，對應于一定的溫度，單位體積水中溶解的氣體和水面上該氣體的分壓力成正比。②道爾頓定律 混合氣體的全壓力等于各組成氣體分壓力之和。對于給水而言，應等于水中各溶解p?i氣體的分壓力與水蒸氣分壓力ps之和。} 3 【需要指出，熱力除氧必須將水加熱至飽和狀態，即使是微量的加熱不足，水中含氧量都將不能達到除氧要求的指標。】 為什么給水回熱可以提高循環效率？

答：因為回熱抽汽減少了汽輪機的排氣量，使整機的冷源損失減小，故可提高循環效率。【 回熱就是從汽輪機的不同級后抽出已做過部分功的蒸汽來加熱凝結水或給水】 采用主蒸汽來加熱給水是否可以提高循環效率？為什么？

答：不能，因為主蒸汽是由燃料燃燒放熱將熱能傳遞給水而產生的高品位過熱蒸汽，其主要用途是用來主機膨脹做功使熱能轉化為機械能。如果用于直接加熱給水，主蒸汽本身的制備需要消耗的能量遠大于給水所吸收的熱量，故直接用主蒸汽來加熱給水不能提高循環效率。【建議大家自行思考，得出更加準確的答案，書上貌似沒有】 為什么熱力發電系統中多采用給水回熱加熱系統？

答：排氣量的減少緩解了末級通流能力和功率增加的矛盾，在末級葉高相同的情況下可提高單機效率；排氣量的減少還使凝汽器熱負荷減小，故可減少換熱面使凝汽器投資降低；回熱抽汽式汽輪機高壓段流量增大，從而可增加該處的葉片高度，提高汽輪機的相對內效率?r,i；另外，回熱抽汽使鍋爐熱負荷降低，故可減小鍋爐投資。因此，多采用給水回熱加熱系統。給水回熱加熱器的類型有哪些？其特點是什么？

答：回熱加熱器是給水回熱系統中的主要設備主要作用是把抽氣的熱能傳給凝結水或給水。

按換熱方式的不同，可分為混合式加熱器和表面式加熱器兩類。

特點：

混合式：蒸汽與給水直接混合來加熱給水。無熱端溫差，熱經濟性較高；無金屬傳熱面，結構簡單·造價低；串聯使用時，需多級水泵，系統設備多；主廠房造價高。

表面式：通過金屬表面將蒸汽熱量傳給管束內被加熱水的。存在熱端溫差，熱經濟性低；金屬耗量大，造價高；水泵數少，系統簡單，運行方便可靠。

根據加熱器水側承受壓力不同，可將其分為低壓加熱器和高壓加熱器。特點：

低壓加熱器：水側承受的壓力較低；

高壓加熱器：水側承受的壓力比新蒸汽壓力還要高。什么是熱電聯產和熱電分產？

答：熱電聯產：當動力設備同時生產熱能和電能良好總能來那個，且生產的熱能取自在汽輪機中做過部分功或者全部功的蒸汽時，這種能量生產過程成為熱電聯產。（以這種方式生產能量的企業稱為熱電廠）

熱電分產：當電能和熱能分別有動力設備來生產時，成為單一能量生產或者成為熱電分產。供熱式機組的類型有哪些？

答：供熱機組主要有背壓式汽輪機（B型、CB型）、調節抽汽式汽輪機（C型、CC型）和 凝汽采暖式汽輪機（NC型）。簡述總能系統的概念。

答：為取得最好的能源利用總效果，除了提高單件設備和工藝流程對能源的利用率外，更具工程熱力學和系統工程的原理，綜合研究、分析能源轉換和能源利用的全過程，按照系統可能得到的能源供應和對各種形式、品位的能量要求，從總體上合理安排好功利用和熱利用，并使能量供需之間的品位優化匹配，綜合利用好一個單位、一個企業、升至一個地區或多個地區的各類能源，實現能源的高效合理利用，這便是總能系統的概念。

11、不補燃的余熱鍋爐型燃氣/蒸汽聯合循環有何優缺點？

答：不補燃的余熱鍋爐型燃氣/蒸汽聯合循環主要優點為：①蒸汽循環完全利用燃氣廢熱，熱工轉換效率高。可達53%左右；②結構簡單，投資費用低；③運行可靠度高；④啟動快，一般18min可達聯合循環發出的2/3功率。

主要缺點是：蒸汽輪機的主蒸汽參數收到燃氣輪機排氣溫度的限制，當燃氣輪機的壓縮比較高時，主蒸汽參數就難以提高。

11、燃料電池的特點及工作原理是什么？

答： 燃料電池的特點包括：高效{能量轉換效率高達60%-80%}、清潔{使用氫能，產物是水，無噪音}、安全可靠{本體沒有轉動部件}、靈活&操縱性好{維修方便，響應快}。

工作原理：當陽極連續充入氣態燃料（一般為H2），陰極上連續充入氧化劑（一般為空氣），電極上就會發生電化學反應，并產生電流，同時還會排除熱量和H2O。

12、生物質能有哪幾種利用方式？

答：生物質能的利用和轉化技術大體上分為直接燃燒燒過程①、熱化學過程②和生物化學過程③三大類。

{①包括：爐灶燃燒、鍋爐燃燒、垃圾焚燒、固體燃料燃燒；②包括：熱解、氣化、直接液化；③包括厭氧發酵、特種酶發酵。}

13、什么叫生物質能？

答：生物質能，是一種以生物質為載體的能量，它由植物光合作用直接或間接產生的各種有機體，是一種儲存太陽能的可再生物質。

15、蒸汽的初終參數對機組的循環效率的影響。

答：蒸汽初參數包括初壓p0和初溫t0。提高p0、t0可以增加單位工質的做功能力，使循環熱效率?t增大，但使汽輪機相對內效率?r,i減小，但汽輪機絕對內效率?i??t??r,i卻不一定提高。

蒸汽終參數pc 降低可以降低循環的平均放熱溫度T，使冷源損失減小。循環效率?tc___提高，同時降低pc使蒸汽的理想焓降也隨之增加

第五章內燃機系統與裝置

第六章1 四沖程內燃機與二沖程內燃機工作循環各有什么特點? 四沖程內燃機的工作循環包括四個活塞行程：進氣過程、壓縮過程、膨脹過程和排氣過程，完成一個工作循環，曲軸旋轉兩周。

二沖程內燃機中，進氣、壓縮、膨脹、排氣四個過程在兩個活塞行程中完成，即曲軸旋轉一周完成一個工作循環。二沖程內燃機沒有專門的進氣行程和人排氣行程，排氣和近期是在膨脹行程末及壓縮行程初進行的。內燃機的總體構造

（1）運動部件 運動部件是把燃燒后的熱能轉換為機械能的機件，同時把往復運動形式的機械功轉變為旋轉形式輸出。運動部件中主要有活塞、連桿、曲軸組等。（2）固定部件 固定部件是承受燃氣壓力、運動部件的慣性力，之城運動部件及所有附屬設備的機件。固定部件主要由汽缸蓋、汽缸體（或加油底殼）等組成。（3）配器部件 此機構是指規定的時間開啟或關閉進、排氣門（口）的機件，其作用是使新鮮充量即使沖入氣缸和膨脹后的廢氣從氣缸排出。配氣機構中主要有：進氣門（或掃氣口）、排氣門（或排氣口）、氣門彈簧、搖臂、挺柱、挺桿、凸輪軸等。

（4）燃油系統 此系統的作用是按照內燃機工作過程的需要定時地向氣缸內供入一定量的燃油，并使燃油霧化與空氣形成良好的可燃混合氣。柴油機機械式燃油系統中主要有噴油泵、燃油器、高壓油管等；電噴柴油機有高壓泵或中壓泵、共軌管、噴油器、高速電磁閥及電控單元等；汽油機得燃油系統中主要有化油器或電控汽油噴射系統。

（5）輔助部件 包括空氣濾清器、進氣管、排氣管、消聲器、排氣后處理裝置。此外，內燃機還必須具備潤滑、啟動、冷卻、操縱控制、傳動機構等系統及其零部件。汽油機還有點火系，負責定時的點燃可燃混合氣。電控電噴汽油機還有負責廢棄后處理的三效催化轉換器。傳統的點火系主要有蓄電池、點火線圈、分電盤、火花塞等。增壓發動機則有增壓機增壓中冷系統。內燃機主要的性能指標

(1)平均有效壓力Pme和有效功率Pe平均有效壓力Pme即為內燃機每單位氣缸工作容積每一循環實際輸出的有效功，它是衡量內燃機動力輸出強度的一個重要指標。內燃機通過飛輪對外輸出的功率稱為內燃機的有效功率Pe.Pe? pmeVsin30?(式中:Pme—平均有效壓力 Mpa;Vs—氣缸工作容積dm^3;i—氣缸數；n—內燃機轉速，r/min;τ—沖程數（四沖程τ=4，二沖程τ=2）.)（2）有效功率和有效轉速

Ttqn2?n?3內燃機通過飛輪想外輸出的轉矩稱為有效轉矩Ttq(N.m)pe?Ttq ?10?609550(2)燃油消耗率be和有效熱消耗率ηe 內燃機沒發出1KW時有效公所消耗的燃油質量稱為內燃機的燃油消耗率（油耗率），通常用be(g/KW.h)表示。

be?B?103 式中B為內燃機每單位時間的燃油消耗量，Kg/h Pe3.6?106?e? 式中Hu為燃油低熱值（通常柴油Hu=42500KJ/Kg,汽油Hu=44000KJ/Kg）.beHu(3)機械效率

氣缸內完成一個工作循環所得到的有用功為指示功，單位時間內工質對活塞所作的指示功為指示功率Pi,指示功率扣除了內燃機本身的機械損失功率才是有效功率。有效功率與指示功率之比稱為機械效率，用ηm來表示 ?m?pe pm 壓縮比

壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最后容積之比稱為壓縮比，以εc表示。即壓縮比等于最大容積與余隙容積Vcc之比，?c?VL Vcc汽油機壓縮比一般為8.0-10.0，柴油機的壓縮比一般為14-22.四沖程柴油機和四沖程汽油機的工作原理有何異同

同：無論汽油機還是柴油機，氣缸內都有活塞，活塞通過活塞銷、連桿與曲軸相連接，活塞在氣缸內作往復運動，通過連桿推動曲軸轉動。四沖程內燃機工作循環包括四個活塞行程：近氣過程、壓縮過程、膨脹過程和排氣過程。完成一個工作循環曲軸旋轉兩周。異：

(1)根據柴油機自燃性好和汽油機點燃性好的特點，柴油機采用壓燃式著火，汽油機采用電火花強制點火，故汽油機有點火系統而柴油機沒有點火系統。

(2)由于柴油機可燃混合氣在氣缸內形成，它具有是柴油產生高壓（Pmax=12-220MPa）的高壓油泵和將高壓柴油呈霧狀噴入氣缸的噴油器。汽油機有化油器式和電控汽油噴射式汽油機之分。化油器式汽油機，可燃混合氣主要在氣缸外的化油器中形成；電控汽油噴射式汽油機可燃混合氣主要在氣缸內形成，采用低壓噴射，一般在進氣過程中，將汽油噴至進氣門前，與新鮮空氣同時吸入氣缸。故這種汽油機有計算機控制的各種傳感器和執行機構。

(3)柴油機由于壓縮比高，因而熱效率高。

(4)柴油機有過量的空氣進入氣缸，一則用于掃除廢氣，在保證換氣質量的同時，降低排溫；二則用于冷卻燃燒室避面，降低熱負荷；三則留與氣缸內的空氣還遠大于燃料理 論上完全燃燒所需的空氣量，能保證燃燒完全。汽油機由于受汽油燃料本身特性的約束，用于燃燒的空氣小于理論所需的空氣量，燃油不可能完全燃燒。

(5)柴油機由于最高燃燒壓力比汽油機高，而而轉速比汽油機低，因而單位功率的重量比汽油機重。

(6)柴油機由于燃燒過程的壓力升高率比汽油機大，因而振動和噪聲都比汽油機大。(7)柴油機結構較復雜，某些機件精度要求特別高（如噴油器、高壓油泵），因此造價比汽油機貴，維修比汽油機復雜。內燃機負荷特性、速度特性、萬有特性概念

（1）負荷特性：當轉速不變，內燃機的燃油消耗率be及燃油消耗量B等參數隨負荷大小變化的關系，稱為負荷特性。

（2）速度特性：內燃機的速度特性是指油量調節機構保持不變的情況下，主要性能指標（功率Pe、轉矩Ttq、排溫Tr、燃油消耗率be等）隨內燃機轉速的變化規律。（3）萬有特性：為了能在一張圖上表示出內燃機各種性能參數歲運行工況的變化，一般采用多參數的特性曲線來全面的表示內燃機的性能，這種特性就是萬有特性。汽油和柴油燃料各有哪些基本特性? 汽油：含碳量低；熔點低，易氣化；雜質少，價格高；機器動力差，多為民用 柴油：含碳量高；熔點高，難氣化；雜質多，價格低；機器動力強，經常軍用 汽油機的主要各工況對混合氣濃度有什么要求?(1)穩定工況要求的混合氣

怠速工況：發動機的熱狀態較差，節氣門機會處于全閉狀態，因而進氣管內的真空度最大，在氣門疊開期，廢棄的稀釋作用嚴重，為了抵消廢棄對新鮮充量的稀釋影響，必須供給非常濃的混合氣。如圖4-24的A點。隨著負荷的增加和節氣門開度的加大，廢氣的稀釋作用將逐漸減弱。

小負荷工況：要求空燃比如圖4-24中由A逐步向B過度。加濃程度隨著負荷的加大而減小。

中等負荷區：（BC線）節氣門已經有足夠大的開度，廢氣的稀釋影響已經不大，且已進入發動機經常運行的工況，因此要求夠給理想的混合氣以后的最佳的排污性和燃油經濟性。大負荷時：（CD線）要求隨著節氣門開度的加大，逐漸地加濃混合氣以滿足功率的要求。全負荷：（DE線）節氣門已全開，為獲最大功率，必須供給功率混合氣。（2）過渡工況要求的混合氣

冷起動時，發動機要求供給很濃的混合氣才能產生足夠的燃油蒸汽，形成可燃混合氣。因為在冷啟動時，燃油與空氣溫度很低，燃料政法的百分比很小，燃油粘附在壁面上的現象嚴重，為保證順利起動，一般要求α=4-5.起動后發動機進入暖機期，隨著汽油機的工作熱狀態逐漸提高，混合氣逐漸變稀，一般暖機時的平均空燃比α=8.0 電控汽油噴射系統的基本原理和優點

優點：它把汽油噴射與點火系統結合在一起，實現了對汽油機供給混合氣成分和點火時刻等多參數程序優化控制。它與單獨的汽油噴射系統相比，具有更好的靈活性和適應性能，改善了汽車行駛工況下的舒適性和排放性能，是發動機和汽車性能又有明顯的提高。基本原理：電控系統以開環控制為基礎，并與幾個閉環輔助系統相結合的系統，這種控制系統核心就是一個電控單元，用于完成對表征發動機運行工況參數輸入信號的采集與 數據處理、運算決策與輸出控制指令，以提供最佳混合氣濃度和點火正時。車用增壓內燃機有什么特點? P225 定容增壓和脈沖增壓有何優缺點？

車用增壓內燃機的特點：車用增壓內燃機由于轉速高和空氣流量變化范圍大，致使設計好的內燃機與排氣渦輪增壓器之間很難在各種工況下都匹配好。如果滿足了高速要求，低速時會出現增壓壓力不足，循環氣量小。因此，需采用放氣調節的方法。

（1）定壓增壓，所有汽缸的排氣管匯集到一根總管上，然后引向渦輪。排氣管壓力波動很小，進入渦輪前的排氣壓力基本連續、穩定、均勻，渦輪平均效率較高。排氣管布置簡單。

（2）脈沖增壓：渦輪平均效率較低，排氣支管復雜，但能量傳遞損失較小。活塞平均速度

Sn ?m?，n為轉速（r/min）)?10?3(S為行程（mm）30 內燃機的配氣定時和作用

作用：按照發動機工作循環和做功順序的要求，定時開啟和關閉各氣缸進、排氣孔道，是新鮮可燃混合氣或新鮮空氣準時進入氣缸，廢氣準時排出氣缸。活塞排量與發動機排量

活塞排量：Vs 活塞從上止點倒下指點所掃過的容積

內燃機排量：Vst 一臺內燃機全部氣缸工作容積的總和。汽油機最佳點火提前角？真空提前和離心提前的工作原理

汽油機最佳點火提前角：從點火時刻起到活塞到達壓縮上止點，這段時間內曲軸轉過的角度稱為點火提前角。混合氣從點燃、燃燒到燒完有一個時間過程，最佳點火提前角的作用就是在各種不同工況下使氣體膨脹趨勢最大段處于活塞做功下降行程。這樣效率最高，振動最小，溫升最低。

真空提前：根據發動機負荷自動調節點火定時，真空點火提前裝置以節氣門后的真空度為調節基準。通過發動機的轉速使點火提前器內部的真空度發生改變讓提器前內部的膜片運動并帶動點火提前裝置從而達到點火提前的效果的。（真空度大小與轉速成反比）離心提前：根據發動機的轉速自動地調節點火定時。通過驅動軸上的離心飛快帶動斷電凸輪轉動，從而實現點火提前。柴油機燃燒室的分類和特點

(1)直噴式燃燒室：形狀簡單，易于加工，結構緊湊，散熱面積小，熱效率高。由于一部分燃油在空間先形成混合氣而發火，因此柴油機起動性、經濟型較好。由于是空間混合，在滯燃期中形成的可燃混合氣較多，因此最高燃燒壓力及壓力增長率較高，工作比較存包，壓縮比不宜太高，排污性能相對較差。

(2)分開式燃燒室 優點：工作柔和，壓縮比較高，并能在較小的過量空氣量下工作，噴油壓力較低，機械制造成本低，噴油器孔徑大，不易堵塞；缺點：燃燒室構造復雜且不集中，熱量損失和節流損失較大，致使經濟性和啟動性差。平均有效壓力的概念平均有效壓力Pme即為內燃機每單位氣缸工作容積每一循環實際輸出的有效功，它是衡量內燃機動力輸出強度的一個重要指標.調速器的功能

為了維持發動機穩定轉速和限制最高、最低轉速，柴油機必須裝有調速器。汽油機和柴油機的各自主要排放物是什么？ 汽油機：一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)排放量高，而顆粒物排放量低，氮氧化合物(NOx)排放比柴油機大。

柴油機：顆粒物和氮氧化物(NOx)排放量多而一氧化碳(CO)和碳氫化合物(HC)排放量少。

19現代柴油機的一些主要排放控制策略有那些？廢氣再循環（EGR）的作用和主要原理 排放控制策略：提高噴射壓力；增加噴油器的噴空疏，減小孔徑；適當減小進氣渦流；燃燒室口徑比的合理確定；在上述措施的基礎上，以高噴射壓力為基礎，配合油、氣、室的三者匹配，應該適當減小供油提前角；采用多氣門技術；采用泵噴嘴燃油噴射系統；電控共軌燃油噴射系統的應用；高性能可變幾何增壓技術；柴油機的排氣再循環；柴油燃料的改進；清潔燃料的應用；均勻充量壓縮燃燒技術；微粒捕集器。作用：降低Nox的排放

原理：一部分排氣循進氣管與新鮮空氣混合后進入汽缸燃燒,以增加混合氣的熱容量,增加燃燒時的散熱，降低燃燒時的最高溫度,抑制NOx的生成。

第6章 制冷與空調

1.制冷：指用人工方法在一定時間和一定空間內將物體冷卻，使其溫度降低到環境溫度以下，保持并利用這個溫度。

2.制冷系數：即制冷循環的性能指標，它表示消耗單位功量所能獲得的制冷量，用ε表示，ε=q0/w）3.熱泵：指以冷凝器放出的熱量來供熱的制冷系統。4.熱力完善度：熱力完善度是用來表示制冷機循環接近逆卡諾循環循環的程度，它也是制冷循環的一個技術經濟指標。

第6章（增加知識面）

1.凝汽式汽輪機：進入汽輪機作功的蒸汽，除少量漏汽外，全部或大部分排入凝結器凝結成水。這種汽輪機為凝汽式汽輪機。

2.背壓式汽輪機：這種不用凝結器，而將進入汽輪機作功后的蒸汽以高于大氣壓的壓力排出，供工業或采暖用的汽輪機稱背壓式汽輪機。3.中間再熱式汽輪機：將在汽輪機高壓部分作過功的蒸汽全部抽出，引至鍋爐再熱器再次加熱到某一溫度，然后再重新返回汽輪機的低壓部分繼續作功，叫中間再熱式汽 輪機。

4.汽輪機臨界轉數：當汽輪發電機組達到某一轉數時，機組發生劇烈振動，當轉速離開這一轉數時，振動迅速減弱以致恢復正常。這一使機級發生劇烈振動的轉速為臨界轉 速。

5.汽耗率：汽輪發電機組每發一度電(即1千瓦時)，所消耗的蒸汽量，叫做汽耗率，用d表示。6.熱耗率：每生產l千瓦小時的電能，汽輪發電機組所消耗的熱量叫熱耗率，用q表示。7.熱力除氧器：是以加熱沸騰的方式除去給水中溶解的氧氣及其他氣體的一種設備。8.煤耗率：每發一度電(1千瓦時電能)所消耗的標準煤。單位：克／千瓦時 9.干度：l千克濕蒸汽中含有干蒸汽的重量百分數叫做干度。用X表示。

二、簡答題： 第二章

1.簡述火力發電廠的生產過程。

答：通過燃燒把燃料的化學能轉變成熱能，將水加熱成具有一定壓力溫度的蒸汽；然后利用蒸汽推動汽輪機把熱能轉變成轉子轉動的機械能，進而通過發電機把機械能轉變為電能。2.什么是鍋爐參數？并說明各參數的表示方法及對應的部位。

答：鍋爐參數是指鍋爐的容量、出口蒸汽壓力、蒸汽溫度和進口給水溫度。鍋爐的容量用額定蒸發量來表示，是指鍋爐在額定的出口蒸汽參數和進口給水溫度以及在保證效率的條件下，連續運行時所必須保證的蒸發量，單位為t/h或kg/s，也可用與汽輪機發電機組配套的功率表示為kw或Mw。

鍋爐出口蒸汽壓力和溫度是指鍋爐主汽閥出口處(或過熱器出口集箱)的過熱蒸汽壓力和溫度。一般來說，隨著容量的增大，蒸汽壓力和溫度也相應提高。進口給水溫度是指省煤器進口集箱處的給水溫度。3.什么是鍋爐的額定蒸汽參數？

答：鍋爐的額定蒸汽壓力、溫度合稱為額定蒸汽參數。額定蒸汽壓力是指蒸汽鍋爐在規定的給水壓力和負荷范圍內，長期連續運行時應予保證的出口蒸汽壓力。額定蒸汽溫度是指蒸汽鍋爐在規定的負荷范圍內，在額定蒸汽壓力和額定給水溫度下，長期連續運行時應予保證的出口蒸汽溫度。4.什么是煤的發熱量？高位發熱量與低位發熱量有什么區別？

答：煤的發熱量：單位質量的煤完全燃燒后所放出的熱量。通常用氧彈測熱器測定。煤的高位發熱量(Qgr)：氧彈測熱器直接測量出氧彈發熱值，從中扣除硫和氮燃燒生成的硫酸和硝酸的溶解熱后的發熱量。

煤的低位發熱量(Qnet)：從煤的高位發熱量中扣除煤中水分和氫燃燒生成的水蒸汽的潛熱后的發熱量。我國在有關鍋爐計算中以低位發熱量為準。

即高位發熱量與低位發熱量的區別，就在于是否計入煙氣中水蒸汽的汽化潛熱。

為了便于煤耗指標的可比性，工程中常引入“標準煤”的概念，規定標準煤的低位發熱量為29.3MJ/kg(7000kcal/kg)。

5.燃煤鍋爐的燃燒方式有哪能些？

答：燃煤鍋爐的燃燒方式一般可分為三種：

層燃燃燒：原煤中特別大的煤塊進行破碎后，從煤斗進入爐膛，煤層鋪在爐排上進行燃燒。

懸浮燃燒：原煤首先被磨成煤粉，然后通過燃燒器隨風吹入爐膛進行懸浮燃燒。這種燃燒方式同樣用來燃燒氣體和液體燃料。

流化床燃燒：原煤經過專門設備破碎為0～8mm大小的煤粒，來自爐膛底部布風板的高速鼓風將煤粒托起，在爐膛中上下翻滾地燃燒。

6.組成煤粉鍋爐的主要本體設備和主要輔助設備有哪些？

答：鍋爐本體主要設備包括燃燒室、燃燒器，布置有受熱面的煙道、汽包、下降管、水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器、空氣預熱器、聯箱等。

輔助設備主要包括送風機、引風機、排粉機、磨煤機、給煤機、給粉機、除塵器等。7.為什么鏈條鍋爐燃燒過程各階段的分界面都是斜面？

答：鏈條鍋爐燃燒從煤層最上面開始的，然后通過傳熱逐漸向下傳播。由于傳熱方向是自上而下的，而煤層的移動方向是水平的，結果煤層中燃燒過程各階段的分界面都是斜面。8.鏈條爐為何要分段送風？

答：爐排上煤的燃燒順序是煤受熱干燥，揮發分析出并著火燃燒，焦炭燃燒和燃盡，最后形成灰渣。若送入爐膛的空氣沿爐排長度方向上均勻分布（即統倉均勻送風），則爐排中間部分燃燒過程的熾烈階段將得不到足夠的空氣，爐排前后兩端供應的空氣量又會遠遠大于需要量。結果爐內總的過量空氣系數過高，降低了爐膛溫度，增大了未完全燃燒和排煙損失。

為了適應煤層沿爐排長度方向分段燃燒這一特點，必須向燃燒熾烈的爐排中部送入足夠數量的空氣，相應減少送至尚未開始燃燒的新煤區和爐排末端燃盡區的空氣量。

可將爐排下面的風室隔成幾段，根據爐排上煤層燃燒的需要對送風進行分段調節——分段送風。9.什么是水冷壁?水冷壁的作用是什么? 答：布置在爐膛內壁面上主要用水冷卻的受熱面，稱為水冷壁。它是電站鍋爐的主要蒸發受熱面。水冷壁的主要作用是：

(1)吸收爐內輻射熱，將水加熱成飽和蒸汽;(2)保護爐墻，簡化爐墻結構，減輕爐墻重量，這主要是由于水冷壁吸收爐內輻射熱，使爐墻溫度降低的緣故；

(3)吸收爐內熱量，把煙氣冷卻到爐膛出口所允許的溫度(低于灰熔融性軟化溫度)，這對減輕爐內結渣、防止爐膛出口結渣都是有利的;(4)水冷壁在爐內高溫下吸收輻射熱，傳熱效果好，故能降低鍋爐鋼材消耗量及鍋爐造價。10.煤完全燃燒的原則性條件是什么？ 答：煤完全燃燒的原則性條件有：（1）提供充足而合適的氧量；（2）適當高的爐溫；

（3）空氣與煤粉的良好擾動與混合；（4）在爐內有足夠的停留時間。11.鍋爐有哪些熱損失？

答：鍋爐熱損失包括：（1）排煙熱損失。（2）化學不完全燃燒熱損失。（3）燃料不完全燃燒熱損失。（4）鍋爐散熱損失。（5）灰渣物理熱損失。12.簡述鍋爐結焦有哪些危害？

答：鍋爐結焦的危害主要有：1）引起汽溫偏高；2）破壞水循環；3）增大了排煙損失；4）使鍋爐出力降低。

13.保證鍋爐正常燃燒的四要素是什么？

答：①保證足夠高的爐膛溫度；②保證合適的空氣量；③保證煤粉與風的合理混合；④保證充足的燃燒時間；

14.組成煤粉鍋爐的主要本體設備和主要輔助設備有哪些？

答：鍋爐本體主要設備包括燃燒室、燃燒器，布置有受熱面的煙道、汽包、下降管、水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器、空氣預熱器、聯箱等。

輔助設備主要包括送風機、引風機、排粉機、磨煤機、給煤機、給粉機、除塵器等。15.什么是煤的元素分析與工業分析？

答：元素分析法就是研究煤的主要組成成分。煤的主要組成成分包括碳(C)，氫(H)，氧(O)，氮(N)，硫(S)，灰分(A)，水分(M).其中碳、氫、硫是可燃成分。硫燃燒后生成SO2及少量SO3，是有害成分。煤中的水分和灰分也都是有害成分。

通過元素分析可以了解煤的特性及實用價值。但元素分析法較復雜。發電廠常用較用簡便的工業分析法，可以基本了解煤的燃燒特性。

煤的工業分析是把煤加熱到不同溫度和保持不同的時間而獲得水分，揮發分，固定碳，灰分的百分組成.16.鏈條鍋爐爐拱的作用是什么？

答：鏈條鍋爐的爐拱分為前拱和后拱，與爐排一起構成燃燒空間。

前拱（輻射拱）：位于爐排的前部，主要起引燃作用。吸收來自火焰和高溫煙氣的輻射熱，并輻射到新煤上，使之升溫、著火。

后拱: 位于爐排后部，主要作用是引導高溫煙氣，屬對流型爐拱。后拱具體作用如下：

1）引燃：從引燃看，前拱是主要的；后拱通過前拱起作用，是輔助的。

2）混合：后拱輸送富氧的煙氣至前拱區，使之與那里的可燃氣體相混合。前拱一般短，后拱的輸氣路程較長。后拱煙氣的流動速度高，所產生的擾動混合大。從混合上看，后拱的作用是主要的。

3）保溫促燃：后拱可有效地防止爐排面向爐膛上部放熱，能有效地提高爐排后部的爐溫，起保溫促燃作用。

17.懸浮燃燒設備有哪些？ 答：爐膛、制粉系統和燃燒器共同組成了煤粉爐的懸浮燃燒設備，這三部分的工作緊密聯系、互相影響。爐膛是組織煤粉與空氣連續混合、著火燃燒卣到燃盡的空間。

煤粉爐內燃燒過程不僅與燃燒器的空氣動力特性有關，而且在很大程度上還決定于燃燒器的布置和爐膛本身的結構特。常用的固態排渣煤粉爐的結構比較簡單，外形呈高大立方體．煙氣是上升或旋流上升的流動形式。爐膛四周鋪設水冷壁，上部布置有過熱器受熱面，下部由前后墻水冷壁傾斜形成冷灰斗。大約占全部燃料灰分的10％～20％的灰渣掉入冷灰斗以固體形態排出爐外．其余以飛灰形式被煙氣帶出爐膛。在燃用難著火的煤種時，常在燃燒器區域的水冷壁上敷設衛燃帶，保持燃燒區的高溫。此外，通常在爐膛出口區把后端伸向爐內形成折焰角，以延長煤粉在爐內的行程，并改善爐內火焰的充滿情況，使出口煙溫趨于均勻。

制粉系統的主要任務是連續、穩定、均勻地向鍋爐提供合格、經濟的煤粉。

它可分為直吹式和中間儲倉式兩種。直吹式系統中，磨煤機磨制的煤粉全部送人爐內燃燒．故磨煤機的制粉量等于鍋爐的燃料消耗量。要求制粉量能適應鍋爐負荷變化．故一般都配有中速或高速磨煤機。中間儲倉式制粉系統是把磨好的煤粉先儲存在煤粉倉中，然后按鍋爐運行負荷的需要，由給粉機將粉倉中煤粉送人爐內燃燒。中問儲倉式制粉系統一般都用筒式鋼球球磨機并比直吹式系統增加了旋風分離器、螺旋輸粉機和煤粉倉等設備。

燃燒器的作用是保證煤粉和空氣存進人爐膛時能充分混合，煤粉能連續穩定地著火，強烈地燃燒和充分地燃盡，并在燃燒過程中保證爐膛水冷壁不結渣。

通過燃燒器進人爐膛的空氣一般分為兩種：攜帶煤粉的空氣稱為一次風，單純的熱空氣稱為二次風。此外，采用中間儲倉式熱風送粉的制粉系統的煤粉爐也常將制粉乏氣作為三次風送人爐膛。煤粉燃燒器按空氣動力特性可分為旋流燃燒器和直流燃燒器兩種。

18.直流燃燒器為什么多采用四角布置？ 答：直流燃燒器大多布置于爐膛四角或接近四角處，四組燃燒器的幾何中心與爐膛中心的一個或兩個假想圓相切。這種燃燒器稱為角置式燃燒器，這種燃燒方式稱為切圓燃燒。

直流燃燒器噴出的是直流射流，氣流自身的點火條件較差。采用四角布置后，某一燃燒器氣流著火所需的熱量，除依靠本身卷吸熱煙氣和接受爐膛輻射熱以外，主要是靠來自上游鄰角正在劇烈燃燒的火焰推向燃燒器根部著火區進行的混合和加熱，造成相鄰燃燒器的相互引燃作用。另外，四角布置使氣流在爐內繞假想切圓強烈旋轉，爐內火焰充滿程度好，后期混合條件也較好，這都為煤粉氣流的燃燒和燃盡過程，創造了有利條件。

19.什么是自然水循環？自然水循環是怎樣形成的？

答：依靠下降管中的水和上升管中的汽水混合物之間的密度差進行的水循環，稱為自然水循環。

在自然循環鍋爐中，下降管一般在爐外不受熱，而上升管是在爐內受熱，水在上升管中吸收熱量后，逐漸成為汽水混合物，其密度減小。這樣，下降管與上升管工質之間就產生了密度差，密度差所產生的壓差作為推動力，推動工質在循環回路中流動。這種循環流動，沒有依靠外力，只靠工質本身狀態變化后所產生的密度差，作為推動工質循環流動的動力，所以稱為自然水循環。20.簡述自然水循環的工作過程。

答：自然循環回路由上升管、下降管、汽包和下集箱組成。

工作循環過程：欠熱水或飽和水自汽包進入下降管，流經下集箱后進入上升管，在上升管中欠熱水受熱并在A點開始蒸發，上升管中的汽水混合物進入汽包中的汽水分離器進行汽水分離，分離出來的汽由汽包上部的引出管送至過熱器，分離出來的飽和水與從省煤器來的給水混合后進入下降管繼續循環。

21.下圖為自然循環鍋爐爐堂蒸發受熱面回路示意圖，請說明其組成和工作原理，并在圖中表示流體的循環方向。

答：1）組成：汽水循環系統由上升管、下降管和汽包以及下集箱組成。

1－下降管 2－下集箱 3－上升管 4－汽包（或鍋筒）

2）工作原理：具有欠熱的水或飽和水自汽包進入下降管，然后流經下集箱后進入上升管，在上升管中具有欠熱的水受熱并在A點開始蒸發。A點前的高度為上升管的水段高度Hw，A點后的高度為上升管的含汽段高度Hg。最后，上升管中的汽水混合物進入汽包中的汽水分離器進行汽水分離，分離出來的汽由汽包上部的引出管進至過熱器，分離出來的飽和水與從省煤器來的給水混合后進入下降管，繼續循環，由于上升管中汽水混合物的密度小于下降管中水的不的密度，下集箱左右兩側將產生壓力差，從而驅使工質的循環流動，為此稱為自然循環。3）循環方向如圖：水由鍋筒沿下降管流向上升管，再進入鍋筒。22.什么是循環倍率：

答：循環倍率K是循環回路中進入上升管的循環水量G與上升管出口蒸汽量D之比，即K=G/D，自然循環鍋爐的循環倍率是衡量鍋爐水循環可靠性的一個主要指標。23.什么是水冷壁 ？水冷壁的作用是什么 ？

答：布置在爐膛內壁面上主要用水冷卻的受熱面，稱為水冷壁.它是電站鍋爐的主要蒸發受熱面.水冷壁的主要作用是: 1)吸收爐膛中高溫火焰或煙氣的輻射熱量，將水加熱成飽和蒸汽；

2)降低爐墻溫度，保護和減輕爐墻。這主要是由于水冷壁吸收爐內輻射熱，使爐墻溫度降低的緣故； 3)吸收爐內熱量，把煙氣冷卻到爐膛出口所允許的溫度，這對減輕爐內結渣，防止爐膛出口結渣都是有利的；

4）水冷壁在爐內高溫下吸收輻射熱，傳熱效果好，故能降低鍋爐鋼材消耗量及鍋爐造價。24.什么是運動壓頭？

答：沿循環回路高度，下降管和上升管系統中工質密度差所產生的壓頭，稱為運動壓頭。運動壓頭是自然循環回路的循推動力，用來克服下降管，上升管和汽包中汽水分離裝置的流動阻力，故運動壓頭在數值上等于上述各項阻力之和。運動壓頭的大小，取決于飽和水與飽和蒸汽的密度，上升管含汽率和循環回路的高度。隨著鍋爐工作壓力的升高，飽和水與飽和蒸汽密度差減小，在同樣的條件下產生的運動壓頭減小，給自然水循環帶來困難。目前，自然循環鍋爐的最高汽包工作壓力為19.6MPa(200kgf/cm2)。25.過熱器的作用是什么？

答：過熱器是把飽和蒸汽加熱成具有一定溫度的過熱蒸汽的設備.飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽后，提高了蒸汽在汽輪機中的做功能力，即蒸汽在汽輪機中的有用焓降增加，從而提高了熱機的循環效率。此外，采用過熱蒸汽還可降低汽輪機排汽濕度，避免汽輪機葉片被侵蝕，為汽輪機進一步降低排汽壓力及安全運行創造了有利條件。蒸汽溫度的提高，受到鋼材的高溫特性及造價的限制.當前，大多數電站鍋爐的過熱蒸汽溫度在540—550℃之間。26.再熱器的作用是什么？什么參數的鍋爐裝再熱器

答：再熱器的作用是把在汽輪機高壓缸做過部分功的蒸汽，送回鍋爐中重新加熱，然后再送回汽輪機的低壓缸中繼續做功。

為提高機組循環效率，只提高蒸汽壓力而不提高溫度，會使汽輪機的排汽濕度過高，影響汽輪機安全。而進一步提高蒸汽溫度，又受到鋼材的高溫特性及造價的限制。采用再熱循環，蒸汽在汽輪機中有用焓降增大，這一方面可以進一步提高循環效率(一次再熱可提高循環效率4%—6%，二次再熱可再提高約2%)，另外可使排汽濕度明顯下降。

再熱循環可提高機組循環效率，但使汽輪機的結構及熱力系統復雜化，從經濟性與必要性考慮，一般超高壓以上鍋爐才裝有再熱器.27.水冷壁運行中常出現的問題是什么？其原因是什么？ 答：水冷壁運行中常出現的問題是高溫積灰和高溫腐蝕。1）高溫積灰

水冷壁上的積灰主要是熔渣。高溫積灰形成的原因是燃料灰中的易熔堿性金屬氧化物和硫酸鹽，在高溫下發生升華或形成易熔的共晶體，遇到較冷的受熱面管壁即冷凝下來形成內灰層。灰層外表溫度隨灰厚度的增加而增加，使灰層熔化而覆蓋在管壁且具有粘性，并進一步捕捉飛灰而不斷加厚。高溫積灰厚度隨時間無限增長。

2）高溫腐蝕的方式主要有以下兩種：

①煙氣中的H2S破壞管壁的金屬氧化膜保護層，并繼續與金屬管壁反應而發生腐蝕。

②管壁結渣中的堿金屬硫酸鹽具有較強的腐蝕作用，不斷與金屬管壁及煙氣中的 S03 反應，重新生成新的堿金屬硫酸鹽。

影響高溫腐蝕的主要因素：①局部的還原性氣氛；②管壁溫度(超過300 ℃)防腐蝕措施：避免在水冷壁附近出現還原型氣氛區、降低管壁溫度以及在管子外面噴涂耐腐蝕保護層等。28.什么是過熱器或再熱器的順流、逆流、混合流布置方式？這些布置方式有何特點？

答：過熱器或再熱器的布置，按工質與煙氣的相對流動方向可分為順流，逆流，混合流等方式。工質與煙氣流動方向一致時稱順流，相反時稱逆流，順流與逆流兼有時稱為混合流。

順流布置的過熱器和再熱器，傳熱溫差較小，所需受熱面較多，蒸汽出口處煙溫較低，受熱面金屬壁溫也較低。這種布置方式工作較安全，但經濟性較差，一般使用于蒸汽溫度最高的末級(高溫段)過熱器或再熱器.逆流布置時，具有較大的傳熱溫差，可節省金屬耗量，但蒸汽出口恰好處于較高的區域，金屬壁溫高，對安全不利。這種布置方式一般用于過熱器或再熱器的低溫段(進口級)，以獲取較大的傳熱溫差，又不使壁溫過高.混合布置是上述兩種布置方式的折中方案，在一定程度上保留了它們的優點，克服了它們的缺點.29.省煤器的作用是什么 ？

答：省煤器的主要作用是吸收煙氣余熱加熱鍋爐給水，降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率.給水溫度提高后進入汽包，減小給水管與汽包壁之間的溫度差，從而使汽包壁熱應力下降，有利于延長汽包的使用壽命.另外，給水在進入蒸發受熱面之前，先在省煤器中進行加熱，減少了水在蒸發熱面中的吸熱量，這就相當于用省煤器取代了部分蒸發受熱面。省煤器受熱面比蒸發受熱面的造價低廉得多，因此，從鍋爐制造經濟性考慮，安裝省煤器是合算的。30.空氣預熱器的作用是什么 ？

答：空氣預熱器是利用煙氣余熱來加熱燃燒所需空氣的設備。作用

①降低排煙溫度，減少排煙熱損失，提高鍋爐效率。

②提高燃燒空氣的溫度，有利于燃料的著火、燃燒和燃盡，可進一步提高鍋爐熱效率。

③提高爐膛內煙氣溫度，強化爐內輻射換熱。可節省蒸發受熱面，這相當于以廉價的空氣預熱器受熱面，取代部分價格較高的蒸發受熱面，這在鍋爐制造的經濟性上是很合算的。31.空氣預熱器分為哪兩大類？

答：空氣預熱器按換熱方式一般可分為間壁式和蓄熱式兩大類。

在間壁式空氣預熱器中，煙氣和空氣都各有自己的通路，之間存在一個壁面，熱量從煙氣側連續地通過壁面傳給空氣，使煙氣溫度降低，空氣溫度升高。如管式空氣預熱器，板式空氣預熱器等。電站鍋爐多用管式空氣預熱器。

在蓄熱式空氣預熱器中，煙氣和空氣交替地通過中間載熱體，當煙氣流過時，熱量由煙氣傳給受熱面金屬，被金屬載熱體蓄積起來，爾后當空氣通過受熱面時，金屬載熱體就將蓄積的熱量傳給空氣，空氣溫 16 度升高。通過這樣連續不斷地循環，進行煙氣與空氣間的熱量交換。當前大容量電站鍋爐廣泛使用回轉式空氣預熱器。

32.什么是低溫腐蝕？有何危害？

答：當管壁溫度低于煙氣露點時，煙氣中含有SO3的水蒸汽在管壁上凝結，所造成的腐蝕稱低溫腐蝕，也稱酸性腐蝕.低溫腐蝕多發生在空氣預熱器的低溫段。

發生低溫腐蝕后，使受熱面腐蝕穿孔而漏風；由于腐蝕表面潮濕粗糙，使積灰，堵灰加劇，結果是排煙溫度升高，鍋爐熱效率下降；由于漏風及通風阻力增大，使廠用電增加，嚴重時會影響鍋爐出力；被腐蝕的管子或管箱需要定期更換，增大檢修維護費用。總之，低溫腐蝕對鍋爐運行的經濟性，安全性均帶來不利影響。

33.防止或減輕低溫腐蝕的基本方法有哪些 ？

答：造成低溫腐蝕的根本原因是，燃料中含硫的多少，燃燒過程中SO3的生成量，以及管壁溫度低等.因此，要防止或減輕低溫腐蝕，需針對上述原因采取如下基本對策: 1）進行燃料脫硫或往煙氣中加入添加劑進行煙氣脫硫，這是有效的方法，技術上也基本成熟，只是成本太高，尚未能廣泛地使用.2）控制爐內燃燒溫度不要太高，如采用分級燃燒或循環流化床燃燒技術，或采用低氧燃燒，以降低SO3生成量。

3）設法提高低溫空氣預熱器的壁溫，使其高于煙氣露點.如采用熱風再循環，加裝暖風器等。4）預熱器采用耐腐蝕材料，如玻璃管，搪瓷管，不銹鋼管，陶瓷傳熱元件等.34.什么是煙氣露點？煙氣露點高低與哪些因素有關？

答：燃料中的硫燃燒后，生成SO2及少量的SO3，另外，在高溫或有原子氧的情況下，SO2也可氧化一部分SO3，即SO2+[O]→SO3。SO3與煙氣中的水蒸汽形成酸霧(硫酸蒸汽)，酸霧凝結時的溫度，稱為煙氣露點。煙氣露點遠高于煙氣中水蒸汽的露點，其數值可用儀器測出。燃料的含硫量高，煙氣中水蒸汽分壓力高，使用的過量空氣系數大，都將使煙氣露點升高。煙氣中飛灰多時，由于灰粒的活性作用能吸收一部分SO3，故能使煙氣的露點有所降低.35.鍋爐一、二、三次風各有何作用？

答：(1)一次風是用來輸送加熱煤粉，使煤粉通過一次風管送入爐膛，同時以滿足揮發分的著火燃燒。(2)二次風一般是高溫風，配合一次風攪拌混合煤粉，提供煤粉燃燒所需要的空氣量。(3)三次風一般是由制粉系統的乏氣從單獨布置的噴口送入爐膛，以利用未分離掉的少量煤粉燃燒產生熱量。

36.煤粉在爐膛內燃燒的三個階段：（1）著火前的準備階段；（2）燃燒階段；（3）燃盡階段。37.煤完全燃燒的原則性條件是什么？ 答：煤完全燃燒的原則性條件有：（1）提供充足而合適的氧量；（2）適當高的爐溫；

（3）空氣與煤粉的良好擾動與混合；（4）在爐內有足夠的停留時間。

38.尾部受熱面運行中常出現哪些問題 ？

答：尾部受熱面運行中常出現問題主要有積灰、低溫腐蝕和磨損。1)積灰：尾部受熱面的積灰包括松散灰和低溫粘結灰兩類。

低溫粘結灰的形成的原因：由于燃料中含有燃料硫，燃料燃燒后總有一部分會形成SO3，并和煙氣中的水蒸汽形成硫酸。硫酸蒸汽能在較高的溫度下冷凝，使煙氣露點溫度升高。當硫酸蒸汽流經受熱面時，如果金屬壁溫低于煙氣露點，則硫酸蒸汽就在管壁上冷凝下來，當煙氣流過時，硫酸溶液就吸附灰粒子與灰中鈣的氧化物進行化學反應生成 CaSO4，粘在管壁上，形成了以硫酸鈣為基質的低溫粘結灰。低溫粘結灰呈硬結狀，不易清除，也會無限增長，甚至會產生堵灰。

2）低溫腐蝕

低溫腐蝕的原因：燃料硫燃燒形成的SO3和煙氣中的水蒸汽形成硫酸蒸汽，當壁面溫度達到煙氣露點時，硫酸蒸汽會冷凝在受熱面管壁上，金屬氧化膜被酸溶解，金屬和電解液相互作用而造成尾部受熱面的低溫腐蝕。

影響低溫腐蝕速度的主要因素：有硫酸的凝結量、硫酸的濃度和金屬壁溫，鍋爐尾部受熱面的腐蝕速度是上述諸因素綜合的結果。

應對措施：主要有提高壁溫、降低煙氣露點或在冷端受熱面采用耐腐蝕材料等。3)磨損

磨損原因：煙氣中含有大量灰粒，煙氣長期流過受熱面時使受熱面發生磨損。

磨損部位：在Π型鍋爐中，易磨損部位為水平煙道的兩側及底部、下降煙道轉彎的后墻，這些部位易形成煙氣走廊，局部煙氣速度高而造成磨損。磨損相關因素：

①撞擊角度：對單排管，α=36°～40°處的磨損最嚴重。②煙氣速度：磨損量的大小與煙氣速度的三次方成正比。

③受熱面的布置方式：管束順列布置比錯列布置磨損輕，橫向沖刷比縱向沖刷磨損嚴重。避免受熱面過大磨損的措施

①正確地選取煙氣流速，并盡量減少流速不均。②加裝爐內除塵設備，降低進入尾部煙道的飛灰量。39.控制SO2的方法有哪些？

答：SO2 及 SO3都能夠在煙氣中穩定存在，且自由焓位較低，因此不能夠抑制其生成，只能采取措施脫除。脫硫方法主要有燃料燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和煙氣脫硫。1）燃燒前燃料脫硫

洗選法：煤中硫化亞鐵比重較大，可通過洗選法脫除部分的硫化亞鐵以及其它礦物質。常規洗選法可以脫除30％～50％的硫化亞鐵。其它脫硫技術：化學浸出法、微波法、細菌脫硫

煤氣化或者液化：將煤轉化為清潔的二次燃料，以達到脫硫的目的。2）燃燒中脫硫

燃燒中脫硫主要指在燃燒過程中通過各種手段，將煤中的硫轉移到固體廢物中，從而減少SO2向大氣中排放。燃燒中脫硫主要有脫硫劑吹入法、流化床燃燒以及型煤技術等。最主要的脫硫反應

該反應受溫度的限制，最佳反應溫度為 800～850 ℃。

煤粉爐中燃燒區域溫度一般遠高于此溫度范圍，脫硫效率較低。此方法多應用于流化床鍋爐中。3）煙氣脫硫

煙氣脫硫可分為濕法、干法和半干法。

（1）濕法脫硫：采用堿溶液吸收煙氣中的 SO2。特點：反應速度快、脫硫效率高、鈣利用率高。缺點：主要是初投資大、運行費用高。石灰石－石膏法是當前最主要、應用最廣的濕法煙氣脫硫技術。（2）半干法脫硫技術：主要是爐內噴鈣尾部煙道增濕脫硫技術。

工作原理：石灰石在過熱器附近噴入，在高溫條件下生成 CaO而進行脫硫反應；同時在鍋爐尾部煙道空氣預熱器和電除塵器之間安裝一個活化反應器，水從活化反應器上部噴入，隨煙氣進入活化反應器，未反應的 CaO 遇水反應生成 Ca(OH)2 , Ca(OH)2 與SO2 具有很高的反應速率而將SO2吸收，以此可提高石灰石的利用率。

（3）干法脫硫技術：有噴霧干燥、循環流化床法等。40.控制 NOx排放的措施有哪些？

答：控制 NOx排放的技術措施可分為兩大類：

①低NOx燃燒技術(一次措施)：用改變燃燒條件的方法來降低NOx的的生成。②煙氣脫硝技術(二次措施)：將已經生成的 NOx通過某種手段從煙氣中脫除掉，從而降低 NOx的排放量。1）低NOx燃燒技術的主要原理是在爐膛內減少燃料與氧的充分接觸，形成局部的還原性氣氛區域，減少NOx的生成。低 NOx燃燒技術主要有：空氣分級、燃料分級、濃淡燃燒技術、煙氣再循環和低 NOx燃燒器等。

2）煙氣脫硝技術有選擇性非催化脫硝法和選擇性催化劑法

選擇性非催化脫硝法是向爐膛中噴射氨、尿素等氨基還原劑，NH3等只與煙氣中的NOx發生發應。選擇性催化劑法是采用催化劑促進NH3與NOx的反應，稱為選擇性催化劑法。41.控制 CO2排放的措施有哪些？ 答：控制CO2排放的措施有： ①提高能源效率； ②利用生物質燃燒

③對生成的CO2進行埋藏和固化處理。

42.汽溫調節的基本方法有哪兩種？各有何特點？

答：汽溫調節的具體方法很多，可歸結為兩大類，即蒸汽側調節汽溫和煙氣側調節汽溫。蒸汽側調節汽溫，是通過改變蒸汽的熱焓來實現的，一般通過減溫器利用低溫工質吸收蒸汽的熱量使其降溫。改變吸熱工質數量，就可達到調節汽溫的目的。采用這種調溫方式，實質是只能調低而不能調高，為要在規定負荷范圍內維持汽溫穩定，就要多設置一部分過熱器受熱面，這部分受熱面吸收的熱量傳遞給減溫器中的冷卻工質，使其溫度升高或汽化，這相當于用過熱器受熱面取代一部分省煤器或蒸發受熱面的作用，而過熱器受熱面的造價要比省煤器或水冷壁高得多，從制造成本考慮，是很不合算的。但這種調節汽溫的方式，靈敏度，準確性都比較高，因此，被廣泛應用于過熱蒸汽溫度的調節。

從煙氣側調節蒸汽溫度，是改變流過受熱面的煙氣溫度或煙氣流量，使傳熱差，傳熱系數發生變化來改變受熱面的吸熱量，達到調節汽溫的目的。從煙氣側調節汽溫，其調溫幅度較大，調節準確性較差，一般多用于再熱蒸汽溫度的調節。

43.從煙氣側調節汽溫有哪幾種方法 ？

答：從煙氣側調節汽溫的實用方法有下列幾種: 1）改變火焰中心位置利用擺動式燃燒器上下擺動改變噴口傾角，以及開大上排或下排二次風，均能改變火焰中心在爐膛高度方向的位置，從而改變爐膛出口處的煙氣溫度，即改變了流過過熱器和再熱器的煙氣溫度，借此可調節過熱蒸汽與再熱蒸汽溫度。

2）采用煙氣再循環，它是同時改變煙氣溫度與煙氣流量的調節蒸汽溫度的方法。用再循環風機由省煤器后部抽取一部分煙氣送入爐膛，使煙氣的溫度下降，流量增大，這就能改變對流受熱面與輻射受熱面的吸熱比例。煙氣再循環主要用來調節再熱蒸汽溫度，還起保護高溫對流過熱器不超溫的作用.改變循環煙氣量的大小，可控制再熱蒸汽溫度在許可范圍內。煙氣再循環調溫的缺點是:循環風機消耗能量，使廠用電量增大;煙氣流速升高，受熱面的飛灰磨損有所加據.3）采用煙道擋板將對流煙道分隔成兩個并聯煙道，其中一個煙道中裝再熱器，另一個煙道中裝低溫過熱器或省煤器。分隔煙道下部裝有煙道擋板，改變兩煙道擋板開度，就可改變流過兩煙道的煙氣比例.如，負荷降低時，開大裝有再熱器一側的煙道擋板，關小另一側煙道擋板，就可使再熱蒸汽溫度有所提高。采用這種方法調節汽溫，設備簡單，操作方便，但有時擋板容易產生熱變形，使調溫的準確性變差.44.下圖為省煤器低溫腐蝕的速度變化曲線圖，請說明該曲線變化趨勢形成的原因。應對低溫腐蝕可以采取哪些措施？

答：由于燃料中含有燃料硫，燃料燃燒后總有一部分會形成SO3，并和煙氣中的水蒸汽形成硫酸。硫酸蒸汽能在較高的溫度下冷凝，使煙氣露點溫度升高。

影響低溫腐蝕速度的主要因素有硫酸的凝結量、硫酸的濃度和金屬壁溫，鍋爐尾部受熱面的腐蝕速度是上述諸因素綜合的結果。當受熱面壁面溫度較高，略低于煙氣露點時，壁面上凝結的酸量很少，腐蝕速度較慢。隨金屬壁溫的進一步降低，凝結的酸量增加，腐蝕速度顯著增加，在G點達最大值。當金屬壁溫進一步降低時，凝結的酸量增多，此時酸的濃度達到了一定值，腐蝕速度取決于金屬壁溫，并隨金屬壁溫的下降而降低，直到D點。此時硫酸的腐蝕性開始加大，腐蝕速度又開始增加。當壁溫達到水的露點時，有大量的水蒸汽凝結，煙氣中的SO2溶于水膜中形成亞硫酸，并很快被氧化變成硫酸，對金屬的腐蝕加快。此時煙氣中的氯化物也以鹽酸的形式溶于水膜中，使腐蝕加劇。這樣低溫腐蝕的速度與壁溫的關系就形成了右圖的變化趨勢。

應對低溫腐蝕的措施：主要有提高壁溫、降低煙氣露點或在冷端受熱面采用耐腐蝕材料等。

45.鍋爐高溫受熱面類型有哪些？運行中常出現的問題及其原因是什么？它們加熱的對象分別是什么?

答：鍋爐高溫受熱面類型有水冷壁、過熱器、再熱器。運行中常出現的問題有高溫腐蝕和高溫積灰。高溫腐蝕主要原因有：

①煙氣中的 H2S破壞管壁的金屬氧化膜保護層，并繼續與金屬管壁反應而發生腐蝕。

②管壁結渣中的堿金屬硫酸鹽具有較強的腐蝕作用，不斷與金屬管壁及煙氣中的 S03 反應，重新生成新的堿金屬硫酸鹽。

高溫積灰的原因是燃料灰中的易熔堿性金屬氧化物和硫酸鹽，在高溫下發生升華或形成易熔的共晶體，遇到較冷的受熱面管壁即冷凝下來形成內灰層。灰層外表溫度隨灰厚度的增加而增加，使灰層熔化而覆蓋在管壁且具有粘性，并進一步捕捉飛灰而不斷加厚。水冷壁加熱上升管內的水，產生蒸汽或熱水；

過熱器將鍋爐的飽和蒸汽進一步加熱到所需過熱蒸汽溫度。再熱器布置在鍋爐中加熱從汽輪機引回來的蒸汽。

第3章

軸流式原動機的工作原理

答：一定壓力和溫度的工質先在噴嘴1中膨脹加速，壓力、溫度降低，流速增加—完成熱能到動能的轉換。從噴嘴出來的高速氣流，以一定的方向進入裝在葉輪3上的動葉柵2中，氣流速度受葉片作用改變大小及方向后排出，氣流便對葉片產生一作用力，推動葉輪作功—完成動能到機械能的轉換 離心式工作機的工作原理

答：在外力矩作用下，葉輪旋轉，葉輪中的流體獲得機械能，壓力、溫度、速度提高；在慣性的作用下擠入壓出室中，使速度降低，壓力提高，然后從擴散管排出。葉輪連續旋轉，流體將連續不斷地由葉輪吸入和排出，機械能轉換成壓能或速度能。

按汽輪機能量轉換方式的不同，汽輪機的“級”可分為哪四種類型？每一種類型的“級有什么特點？（希望能畫出純沖動級，帶反動度的沖動級和反動級的熱力過程線）

答：汽輪機的級包括：純沖動級、帶反動度的沖動級、反動級和復速級四種類型。特點如下：（1）純沖動級：反動度為零。蒸汽只在噴嘴葉柵中進行膨脹，在動葉中蒸汽只改變方向不膨脹；動葉柵汽道截面沿流動方向不發生變化。

（2）帶反動度的沖動級：動葉有一定的反動度（一般0.05-0.20），蒸汽的膨脹大部分在噴嘴葉柵中進行，只有一小部分在動葉柵中進行，動葉通道沿流動方向具有一定的收縮趨勢。

（3）反動級：蒸汽在級中的焓降，平均分配在噴嘴和動葉中。結構特點，動葉葉型與噴嘴葉型相同。（4）復速級：在單列級動葉之后增加一列使汽流轉向的導葉和一列動葉，利用第一列動葉出口較大的余速。蒸汽在第一列動葉作功后，經轉向導葉進入第二列動葉，繼續將蒸汽的動能轉換成機械能。汽輪機按工作原理分有哪幾種？

答：汽輪機按工作原理分為兩種：沖動式汽輪機和反動式汽輪機。什么是多級汽輪機的重熱現象？

答：上級損失造成的熵增將使后面級的理想焓降增大，這種現象稱為多級汽輪機的重熱現象。（汽輪機在做功過程中的各項損失(內部損失)都轉變成熱能，被蒸汽所吸收，使得級的出口焓值沿熵增加方向增加。由于等壓線沿熵增加的方向是漸擴的，使得以后的理想焓降增大。這就是說，在多級汽輪機中，前面級的損失在以后的級中能部分地得到利用。這種現象稱為汽輪機的重熱現象。）什么是多級汽輪機的重熱系數？為什么不能說重熱系數越大越好？

答：重熱系數：多級汽輪機各級損失被重新利用獲得的焓降與全機理想焓降之比。重熱系數越大說明前面各級級內損失越大，各級相對內效率越低，整機效率也越低。簡述級的沖動作用原理和反動作用原理。答：工質在級中對葉輪的作功過程，一般是通過兩種不同的作用原理—沖動作用原理與反動作用原理來實現的。

沖動作用原理：工質在動葉流道中不膨脹加速，只隨流道形狀改變其流動方向，工質動量變化是由于葉片對其作用有力。同時，工質也必然對葉片有一反作用力—沖動力，推動葉輪作出機械功。

反動作用原理：蒸汽不僅在噴嘴中膨脹加速(其壓力降低速度增加)，而且在動葉柵中繼續加速，同時對動葉柵產生一反作用力。利用此力推動葉輪旋轉作功的原理，稱為反動作用原理。說明沖動式汽輪機的基本工作原理。

答：具有一定壓力和溫度的蒸汽進入噴嘴后，由于噴嘴截面形狀沿汽流方向變化，蒸 汽的壓力溫度降低，比容增大，流速增加。即蒸汽在噴嘴中膨脹加速，熱能轉變成動能。具有較高速度的蒸汽由噴嘴流出，進入動葉片流道，在彎曲的動葉片流道內改變汽流方向，蒸汽給動葉片以沖動力，產生了使葉片旋轉的力矩，帶動軸旋轉，輸出機械功，將動能轉變成機械能。什么是沖動式汽輪機？

答：沖動式汽輪機指蒸汽主要在噴嘴中進行膨脹，在動葉片中蒸汽不再膨脹或膨脹很少，而主要是改變流動方向。現代沖動式汽輪機各級均具有一定的反動度，即蒸汽在動葉片中也發生很小一部分膨脹，從而使汽流得到一定的加速作用，但仍算作沖動式汽輪機。什么是反動式汽輪機？ 答：反動式汽輪機是指蒸汽在噴嘴和動葉中的膨脹程度基本相同。此時動葉片不僅受到由于汽流沖擊而引起的作用力，而且受到因蒸汽在葉片中膨脹加速而引起的反作用力。由于動葉片進出口蒸汽存在較大壓差，所以與沖動式汽輪機相比，反動式汽輪機軸向推力較大。因此一般都裝平衡盤以平衡軸向推力。什么是汽輪機的沖角？設計時怎么考慮沖角？

答：汽輪機沖角θ=β1g-β1，θ＞0時，正沖角，氣流沖擊在葉片內弧上；θ＜0時，負沖角。正沖角引起的撞擊損失比負沖角損失大，汽輪機設計一般均采用接近于零或稍偏向于負值的沖角。離心機葉輪葉片彎曲形式有哪能幾種？

答：離心機葉輪葉片彎曲形式有三種：后彎式、徑向式和前彎式。

后彎式葉輪：葉輪的效率最高，穩定工況范圍最寬；但相同外徑和轉速下流量較小、揚程最低。前彎式葉輪：優缺點正好與后彎式相反。

徑向式葉輪：優缺點介于后彎式和前彎式兩者之間。

什么是離心機的沖角？設計時怎么考慮沖角？

答：離心機沖角θ=β1g-β1，當流量小于設計流量時形成正沖角，θ＞0，流體沖擊在葉片的工作面，漩渦區發生在葉片背面； 當流量大于設計流量時形成負沖角，θ＜0，流體沖擊在背面上，將在葉片工作面進口部分形成漩渦，產生更大的能量損失。

為避免在流量大于設計流量下出現過大的負沖角，離心機械在設計時常取3°～8°的正沖角。

簡述多級汽輪機的工作過程：

答：蒸汽進入汽輪機，流過第一級時蒸汽先在噴嘴中膨脹加速，將熱能的一部分轉變為動能，再在動葉中將動能部分地轉變為輪軸上的機械功；通過以后各級，蒸汽重復經歷噴嘴中的膨脹加速和動葉中的動能到機械能的轉變過程，直到從最后一級動葉柵排出。

蒸汽通過每一級時都作出了機械功，整個汽輪機總功率為各級功率之和。與單級汽輪機相比，多級汽輪機有哪些特殊問題

答：與單級汽輪機相比，多級汽輪機在工作原理方面存在以下三個特殊問題：

①重熱問題

②余速利用問題

③級間漏汽問題

軸流汽輪機的損失有哪些？何謂鼓風損失，何謂斥氣損失？ 答：汽輪機的損失分為內部損失和外部損失兩大類。

內部損失：指汽輪機中與蒸汽能量形態轉換有關的損失，包括級內損失、進排汽機構損失等，對再熱機組還應包括中壓缸進汽機構壓損及中低壓導管壓損等。對蒸汽輪機，通常將級內損失分為9項：噴嘴損失、動葉損失、余速損失、葉高損失、扇形損失、葉輪摩擦損失、部分進汽損失、漏汽損失和濕汽損失。外部損失：指與蒸汽作功狀態無關的損失，包括機械損失和軸封漏汽損失等。

鼓風損失發生在不裝噴嘴的弧段內，當部分進汽時，動葉通道不是連續地通過蒸汽，當旋轉著的動葉通過無噴嘴的“死區”弧段時，動葉就像鼓風機一樣將“死區”中蒸汽由一側鼓到另一側，要消耗一部分輪軸功，稱為鼓風損失。

斥汽損失發生在部分進汽的級中，當動葉片從沒有噴嘴的弧段中進入有噴嘴的弧段時，動葉珊之間存有沒流動的蒸汽，噴嘴出來的蒸汽首先要把動葉珊之間沒流動的蒸汽排走才能沖動動葉，這樣勢必會使沖動動葉的蒸汽速度有所降低，造成損失，由于這兩股蒸汽看似有互相排斥的作用，所以稱斥汽損失.機械效率隨機組的負荷怎么變化？機械效率隨機組的容量怎么變化？

答：對同一臺汽輪機，在一定轉速下，機械損失δPm近似為一常數，因而汽輪機的機械效率是隨著負荷的增大而增大的；

對于不同容量的機組，其調速器、主油泵所耗功率以及軸承摩擦損失并不隨容量成正比地增大，所以大容量機組的機械效率比小容量機組的高。汽封的作用是什么？

答：為了避免動、靜部件之間的碰撞，必須留有適當的間隙，這些間隙的存在勢必導致漏汽，為此必須加裝密封裝置：汽封。根據汽封在汽輪機中所處位置可分為：軸端汽封（簡稱軸封）、隔板汽封和圍帶汽封（通流部分汽封）三類。軸封的作用是什么？

答：軸封是汽封的一種。汽輪機軸封的作用是阻止汽缸內的蒸汽向外漏泄，低壓缸排汽側軸封是防止外界空氣漏入汽缸。

簡述齒形軸封工作原理。

答：蒸汽從高壓側流向低壓側，依次通過齒隙和汽室。蒸汽通過環形齒時，通流面積縮小，蒸汽流速增大，壓力降低—等熵膨脹過程。此后蒸汽進入環形汽室，通流面積突然變大，流速降低，汽流轉向，產生渦流，汽流速度在等壓下降到接近于零，蒸汽動能又變為熱能加熱蒸汽本身，蒸汽焓又恢復到軸封前 22 的焓值—等壓加熱過程。蒸汽每通過一個齒隙，壓力就降低一些，即每一個齒片前后都存在壓力差。全部齒片兩側壓力差之和就等于整段汽封所維持的總壓差。在給定總壓差時．環形齒隙的數目越多，每一個齒片兩則壓力差越小，漏過的蒸汽也就越少。

多級汽輪機的軸向推力是怎樣產生的？軸向推力過大有什么危害？有哪些措施可平衡軸向推力？答：軸向推力產生的原因：

①汽流軸向速度的改變，②葉輪及葉片前后壓差，③轉子凸肩受汽壓作用。軸向推力過大會使推力軸承燒毀、串軸。平衡汽輪機軸向推力，可采取如下措施：

1）采用平衡活塞，即適當加大高壓端前軸封第一段軸封套直徑，以在其端面上產生 與軸向推力相反的推力，平衡軸向推力。開設平衡孔以平衡葉輪前后壓差。2）葉輪上開平衡孔。余下的軸向推力，由推力軸承承受 3）高、中壓缸反向布置，低壓缸對稱分流布置。4）設置推力軸承。

簡述汽輪機功率的調節方式。

答：汽輪機功率的調節方式主要有噴嘴調節、節流調節、滑壓調節和復合調節。

（1）噴嘴調節：汽輪機運行時主汽閥處于全開位置，各調節閥的開啟情況則取決于汽輪機負荷的大小，汽輪機投入運行及升負荷時，各閥依照規定的次序開啟；減負荷以及停機過程中則依相反的次序關閉。在調節過程中，隨著各調節閥的逐個依次開啟。

（2）節流調節：汽輪機采用一個調節閥(大功率汽輪機采用幾個同時開啟的閥門)，對進入汽輪機的全部蒸汽量進行調節。隨著負荷的增加，調節閥逐漸開啟，當汽輪機發出最大功率時調節閥完全開啟。節流調節，不僅蒸汽量D隨閥門開度的變化而改變，理想焓降△Ht也同時變化。

（3）滑壓調節：指汽輪機在不同工況運行時，主汽門、調節汽門均全開，機組功率的變動靠汽輪機前主蒸汽壓力的改變來實現。主蒸汽壓力隨機組工況的變動而變動，而主蒸汽溫度保持額定值不變。汽輪機滑壓運行時，保持鍋爐出口蒸汽溫度為設計值而改變其壓力使蒸汽經過全開或開度不變的調節閥后進入沒有調節級的汽輪機，汽輪機的負荷將隨鍋爐出口壓力的升降而增減，以適應外界負荷變化的需要。滑壓運行在部分負荷下節流損失最小。

（4）復合調節：定壓運行和滑壓運行的組合。簡述燃氣輪機裝置的組成及工作過程。

答：燃氣輪機是將熱能轉變為機械能的高速回轉式動力機械。一般由壓氣機、燃燒室、透平三大部件及基本輔助設備和控制系統組成。大多采用等壓燃燒開式循環，以空氣和燃氣為工質。

工作過程：壓氣機吸進空氣，增壓后送入燃燒室，燃料泵將燃料經噴嘴噴入燃燒室內與空氣混燃，燃燒生成的高溫高壓燃氣再進入渦輪膨脹作功，最后將廢氣放回大氣并向大氣放熱。燃氣輪機的膨脹功分為兩部分：

①一部分通過傳動軸傳給壓氣機及其他輔助機械；

②其余的膨脹功則對外輸出，用于發電或作動力。

燃氣輪機循環的主要指標有哪些？ 答：(1)性能參數有

1)裝置比功Wn：指流過燃氣輪機單位質量空氣所作的有用凈功，即氣耗率的倒數。

若忽略壓氣機與透平中流量的差別及機械損失等，則燃氣輪機的裝置比功近似等于透平比功WT與壓氣機比功Wc的差值Wn=WT－Wc。裝置比功越大，氣耗率越小，發出相同功率所需工質流量越小，裝置的幾何尺寸也就越小。2)裝置的熱效率：指裝置輸出功率與單位時間的輸入燃料所含熱值之比，它是反映裝置熱經濟性好壞的重要指標。

3)有用功系數(也稱功比)λ：為裝置比功與透平比功的比值。有用功系數表明變工況時裝置性能對各部件性能變化的敏感性。λ大，同功率的裝置可造的較小，且因Wc占WT的比例小，壓氣機性能對裝置性能的影響較小。因此λ越大，裝置性能也就越好。(2)熱力參數 1)溫比：為循環最高(透平進氣)滯止溫度與最低(壓氣機進氣)滯止溫度之比值。溫比表示工質被加熱的程度，是決定循環性質的重要參數。溫比愈大，燃氣輪機性能愈好，但對耐熱材料或冷卻技術的要求也愈高。

2)壓比：是壓氣機出口氣體滯止壓力與進口氣體滯止壓力的比值。

什么是等壓燃氣輪機理想簡單循環？

答：等壓燃氣輪機理想簡單循環是假定工質為理想氣體，工質在壓氣機中等熵壓縮，在燃燒室中等壓加熱，在透平中等熵膨脹，最后向大氣等壓放熱。

1、什么是燃氣輪機的回熱、中間冷卻、中間再熱？ 答：

①回熱：利用溫度較高的排氣（可達700K）通過回熱器來加熱已壓縮后的空氣。

②中間冷卻：壓比相同時，等溫過程比等熵過程的壓縮功小，為此可以采用中間冷卻來靠近等溫壓縮過程。

③中間再熱：等溫膨脹比等熵膨脹作功更大，為此可以采用中間再熱來靠近等溫膨脹過程。中間冷卻可以減小壓縮功，但壓縮終了的空氣溫度降低，使加熱過程的熱量增加。中間再熱可以增加膨脹功，但要增多加熱量。

中間冷卻和中間再熱兩種措施都可以顯著地增加比功，但對效率η 的改善不明顯。回熱減小了相同比功下的循環吸熱量，提高了循環的熱效率，但理想的回熱循環并不能提高裝置比功和有用功系數。

簡述燃氣輪機的工作原理。

答：燃氣輪機是將熱能轉變為機械能的高速回轉式動力機械。燃氣輪機一般由壓氣機、燃燒室、透平三大部件及基本輔助設備和控制系統組成。其循環方式大多采用等壓燃燒開式循環，以空氣和燃氣為工質。燃氣輪機工作原理是：壓氣機吸進空氣，增壓后送入燃燒室，燃料泵將燃料經噴嘴噴入燃燒室內與空氣混燃，燃燒生成的高溫高壓燃氣再進入渦輪膨脹作功，最后將廢氣放回大氣并向大氣放熱。燃氣輪機的膨脹功一部分通過傳動軸傳給壓氣機及其他輔助機械，其余的膨脹功則對外輸出，用于發電或作動力。

增加燃氣輪機裝置的比功和有用功系數可以從哪些方面著手? 答：裝置比功Wn指流過燃氣輪機單位質量空氣所作的有用凈功。燃氣輪機的裝置比功近似等于透平比功WT與壓氣機比功Wc的差值Wn=WT－Wc。因此要增加燃氣輪機裝置的比功Wn可以從增加透平比功WT和減小壓氣機比功Wc兩方面入手。

對透平機等溫膨脹比等熵膨脹作功更大，因此可采用中間再熱來靠近等溫膨脹過程。對壓氣機等溫過程比等熵過程的壓縮功小，因此可采用中間冷卻來靠近等溫壓縮過程。

即中間冷卻可以減小壓縮功，中間再熱可以增加膨脹功，這兩種措施都可以顯著地增加比功，但對效率η 的改善不明顯。什么是理想復雜循環？

答：同時采用能提高比功的再熱、間冷和能提高熱效率的回熱，組成理想復雜循環。怎樣防止燃氣輪機貧油？

答：避免貧油的措施：讓空氣沿火焰管上所開的孔分股進入火焰管。

一小部分空氣(一次空氣)經旋流器和火焰管頭部前面的兩排小孔及主燃孔進入火焰管。一次空氣與燃料混合燃燒后，可達到很高的溫度。由于溫度高，燃料化學反應很激烈，使燃燒過程在火焰管頭部附近的燃燒區內基本完成。大部分空氣(二次空氣)沿火焰管后段的射流孔進入火焰管，與高溫燃氣摻混而降低燃氣溫度，達到渦輪所要求的溫度。

什么是渦輪機與負載機組的自平衡特性？

答：當外界負荷改變時，渦輪機可以從一個穩定工況過渡到另一穩定工況，這種特性稱為渦輪機與負載機組的自調節特性或自平衡特性。

簡述渦輪機與負載機組的自平衡過程。

答：渦輪機發出的主力矩 Mt是蒸汽量(或燃油量)和轉速的函數。不同蒸汽量(或燃油量)有不同的主力矩－轉速特性曲線。當蒸汽量(或燃油量)一定時，隨著轉速的升高，主力矩逐漸減小。不同負載有不同的阻力矩－轉速特性曲線。同一負載下，隨著轉速的升高，阻力矩逐漸增大。在平衡狀態下，主力矩Mt與阻力矩Mf相等，即是主力矩－轉速特性曲線與阻力矩－轉速特性曲線的交點；在非平衡狀態下，主力矩與阻力矩不相等，轉子會產生角加速度，即轉速會升高或降低。渦輪機與負載機組在運行時具有自平衡特性。例如如圖所示，若額定參數時，機組穩定工作于a點，此時Mfa= Mta，當外界負荷減小為 Pf2時，阻力矩將減小為 Mf= Mb’。若不調整蒸汽量(或燃油量)，則Mt=Ma，故Mt>Mf，轉速將升高。阻力矩隨轉速升高沿Mf2特性線增大；主力矩隨轉速升高沿Mt1特性線變小；當轉速升至nb時，Mt=Mf，兩者又重新平衡，渦輪機與負載機組穩定工作于b點。

當外界負荷變動時，僅靠機組自調節特性，渦輪機與負載機組的轉速變化很大，一來不能滿足用戶的要求，二來渦輪機與負載機組的強度不允許，采取什么措施可以減小轉速變化？ 答：渦輪機安裝自動調節系統，使外界負荷改變時，能自動調節蒸汽量(或燃油量)，使主力矩隨之改變。如負荷降低后將進汽量(或燃油量)減小，使機組穩定在c點工作（若不調節蒸汽量，則會在b點工作），新轉速 nc與原轉速 na較接近。

簡述燃氣輪機調速器的工作原理。

答：當外界負荷減小時，轉速升高飛錘向外張開，滑閥2下移，反饋套筒8的兩個孔口打開，高壓油進入油動機下腔室B，上腔室A中的油經反饋套筒孔口與回油管路相通。油動機活塞在較大的壓差作用下向上移動，開大回油針閥5，增大回油量，進入發動機的燃油量減小，使渦輪機的主力矩與負載阻力矩相適應，轉速下降。油動機活塞上移時，通過反饋杠桿7使反饋套筒8向下移動。當反饋套筒8下移到重新遮住孔口位置時，油動機上下腔室不再排油和進油，活塞停止運動，此時，調節系統達到了新的平衡狀態。

什么是調速系統的靜態特性？

答：對未并網而孤立運行的渦輪機發電機組，在穩定狀態下，渦輪機功率與轉速的一一對應關系，稱為調速系統的靜態特性。

渦輪機功率越大，則轉速越低。空載時轉速最大，滿負荷時轉速最小。同步器的主要作用有哪些？

答：同步器在調速系統中能平移靜態特性線的裝置。旋轉同步器手輪或手柄，可以改變飛錘離心力平衡彈簧的初緊力，使相同轉速下滑環或油動機活塞的位置發生變化，即改變了相同轉速下渦輪機發出的功率。

⑴ 單機運行時，若外界負荷增加，則通過同步器使特性線向上移，使機組在增加負荷時，仍保持原來的轉速n。

⑵ 機組并列運行時，則可在電網周波不變時，對并網運行機組間的負荷進行重新分配，只要使各機組負荷的總改變量等于外界負荷的變化即可。簡述向心式渦輪機工作原理。

答：從進氣管進入蝸殼的工質，首先在環形靜葉柵(或無葉蝸殼)中膨脹加速，然后在向心葉輪中轉換為輪周功，最后從向心透平中心沿軸向排出。汽輪機噴嘴的作用是什么？

答： 汽輪機噴嘴的作用是把蒸汽的熱能轉變成動能，也就是使蒸汽膨脹降壓，增加流速，按一定的方向噴射出來推動動葉片而做功。

什么是反動作用原理？請用圖表示反動級的熱力過程線，并寫出反動度表達式及反動度的值。答： 反動作用原理：在渦輪機中，當工質在動葉片構成的流道內膨脹加速時，工質必然對動葉作用一個由于加速而產生的反動力，推動葉輪運動，作出機械功。熱力過程線如下圖

純沖動級熱力過程線 反動級熱力過程線 反動度的表達式為

反動級：? m =0.5

請畫出水蒸汽在反動級的噴嘴和動葉中的速度變化圖、壓力變化圖和熱力過程線。

答：速度變化圖、壓力變化圖和熱力過程線見Pag90

請說明反動式渦輪級的特點，并畫出其熱力過程線，然后用熱力過程線上的參數寫出其內效率的表達式。

答：在反動級中，工質的熱能轉變為動能的過程，不僅發生在噴嘴葉柵中，也發生在動葉柵中，而且這種轉變在噴嘴和動葉中大約各完成一半 特點：

①?m=0.5

△hn*=△hb=0.5△ht*

p1＞p2

②噴嘴通道及動葉通道均為漸縮型，動、靜葉片形狀相同，反向安裝。

反動級熱力過程線如圖，圖中△h b =△h*n 其內效率的表達式

??hu h*t

第五章

1、按能量補償形式，制冷方法有哪能些？

答：按能量補償形式，制冷方法可分為二大類：

1）以機械能或電能補償，如蒸汽壓縮式、氣體膨脹制冷、熱電制冷； 2）以熱能補償，如吸收式制冷、吸附式制冷。

無論何種制冷機，都需要補充能量而將低溫熱原的熱量釋放給高溫熱源。

2、要實現制冷循環，必須具備哪兩個基本條件，蒸汽壓縮制冷循環的四個過程是什么過程？ 答：要實現制冷循環，必須具備的兩個基本條件是：

1）有一個使制冷工質達到比被冷卻對象更低溫度的過程； 2）連續不斷地從被冷卻對象吸取熱量。蒸汽壓縮制冷循環的四個過程是：

1）工質低壓汽化吸熱； 2）蒸汽壓縮升壓、升溫； 3）高壓氣體放熱液化；

4）高壓液體節流降壓、降溫。

3、什么是制冷系數？

答：對機械能驅動的制冷機用制冷系數ε多少制冷量，εc?c

來衡量能量轉換的經濟性，即消耗一定量的補償能可以收到Q0。W4、制冷系數εc和熱力系數?c與高溫熱源Ta與低溫熱源Tc有什么關系？ 答：以機械能或電能驅動的制冷機： εc?Q01 ?WTa?1Tc從上式可知，制冷系數與兩熱源的接近程度有關，越接近則系數越大。制冷系數只與熱源溫度有關，與制冷劑性質無關。以熱源驅動的制冷機：?c??T?Q01???1?a?

?T?QgTag??1?Tc從上式可知，驅動熱源溫度Tg越高、高溫熱源Ta與低溫熱源Tc越接近，則性能系數越大。熱力系數只與熱源溫度有關，與制冷劑性質無關；

3、什么是熱力完善度？

答：εc和ξc的表達式是可逆循環效率的表達式，是在一定熱源溫度下制冷循環的最高效率。實際的制冷循環存在不可逆損失，實際的制冷循環的效率ε和ξ總小于可逆制冷循環的效率εc 和ξc。熱力學完善度η反映實際制冷循環接近可逆循環的程度：η＝ε/εc，η＝ ξ/ξc。０＜η＜１

4、怎么比較兩臺制冷機的循環經濟性？

答：用性能系數（制冷系數和熱力系數）來比較兩臺制冷機的循環經濟性時，必須是 1）同類制冷機—不同的補償能量的品位不同

2）相同的熱源條件—不同的Ta/Tc則性能系數不同

用熱力完善度來比較其熱力完善程度，則不受制冷機類型和熱源等限制，更具有可比性，η大則制冷機循環的經濟性好。

5、熱泵與制冷有何區別？

答：熱泵的能量轉換關系與制冷機能量轉換關系完全一樣，只是熱泵與制冷的目的不同：制冷機是利用制冷劑蒸發從低溫熱源(被冷卻對象)吸取熱量，熱泵是利用制冷劑冷凝向高溫熱源(被加熱對象)放出熱量。

6、為什么說熱泵供熱的經濟性要好于直接用電或燃料的供熱方式？ 答：熱泵的性能系數COP稱為供熱系數?，?等于供熱量與補償能之比。以機械能或電能驅動的熱泵 ?=1+ε

?恒大于1，因此供熱的經濟性要好于直接用電或燃料的供熱方式。

以機械能或電能驅動的熱泵，熱泵工作時獲得的熱量Qk等于從低溫熱源獲得的熱量Qo與補償熱Qg之和，即Qk =Qo+Qg。

7、什么是蒸汽壓縮制冷機的四大件？

答：蒸汽壓縮制冷系統由壓縮機、冷凝器、節流元件、蒸發器組成，它們用不同管徑的管道連接成一個密封的系統。

壓縮機、冷凝器、節流元件、蒸發器是蒸汽壓縮制冷循環中必不少的，稱為制冷系統的“四大件”。

8、蒸汽壓縮制冷機的壓縮機、冷凝器、節流元件和蒸發器的作用分別是什么？

答：壓縮機：將蒸發器出來的低溫低壓制冷劑蒸汽連續不斷地吸入，將其壓縮升壓至冷凝壓力，然后送入冷凝器。

冷凝器：將來自壓縮機的高溫高壓制冷劑氣體冷卻并冷凝成同樣壓力下的飽和液體或過冷液體。

節流元件：從冷凝器出來的飽和液體制冷劑經過節流元件，由冷凝壓力降至蒸發壓力，部分液體氣化，溫度下降。

蒸發器：以液體為主的的制冷劑，流入蒸發器不斷汽化，全部汽化時，又重新流回到壓縮機的吸氣口，再次被壓縮機吸入、壓縮、排出，進入下一次循環。

9、請說出壓縮式制冷循環包括的各熱力過程，制冷工質在各過程中的狀態變化及對應的設備。答：蒸發（等壓吸熱）過程：在蒸發器中，低壓液體氣化吸熱； 壓縮過程：在壓縮機中，蒸汽壓縮升壓、升溫；

冷凝（等壓放熱）過程：在冷凝器中，高壓氣體冷卻和冷凝放熱液化； 節流（膨脹）過程：經過節流閥，高壓液體節流降壓、降溫：

10、簡述制冷劑的變化過程。

答：制冷劑在冷凝器中的變化 ：過熱蒸汽進入冷凝器后，在壓力不變的條件下，先是散發出一部分熱量，使制冷劑過熱蒸汽冷卻成飽和蒸汽。飽和蒸汽在等溫條件下，繼續放出熱量而冷凝產生飽和液體。制冷劑在節流元件中的變化 ：飽和液體制冷劑經過節流元件，由冷凝壓力pk降至蒸發壓力p0，溫度由tk降至t0。為絕熱膨脹過程。

制冷劑在蒸發器中的變化 ：以液體為主的的制冷劑，流入蒸發器不斷汽化，全部汽化時，又重新流回到壓縮機的吸氣口，再次被壓縮機吸入、壓縮、排出，進入下一次循環。

11、理想制冷循環有哪些假設？ 答：理想制冷循環假設：

1)離開蒸發器和進入壓縮機的制冷劑為蒸發壓力下的飽和蒸汽； 2)離開冷凝器和進入節流元件的制冷 劑為冷凝壓力下的飽和液體； 3)冷凝過程和蒸發過程無壓力損失為等壓過程； 4)壓縮機的壓縮過程是等熵過程； 5)節流過程為等焓過程；

6)在設備的連接管道中制冷劑無狀態變化； 7)冷凝溫度等于冷卻介質的溫度； 8)蒸發溫度等于被冷卻介質的溫度.12、說明制冷循環在壓焓圖(lgp－h圖)上的表示。答：制冷循環在壓焓圖(lgp－h圖)上的表示： 1）制冷機壓縮過程－過程線1-2 等熵（絕熱）壓縮過程，壓縮機對制冷劑作功，壓力由p0提高到pk，制冷劑溫度提高，點2處于過熱蒸汽狀態。2）制冷機冷凝過程—過程線2－3—4 過熱蒸汽在等壓下先放熱冷卻至飽和蒸汽，然后在等壓、等溫下冷凝成飽和液體。

3）制冷機節流過程－過程線4-5 壓力由pk降到po，溫度由tk降到t0，并進入兩相，節流前后制冷劑焓值不變。4）制冷機蒸發過程－過程線5-1 29 制冷劑吸取被冷卻對象的熱量等壓、等溫下不斷氣化，干度不斷增大，直到全部變成飽和蒸汽

13、右圖為理論制冷循環的壓焓圖，請用圖中的焓值表達制冷系數、熱力完善度和單位冷凝熱。答： 單位壓縮功：w0=h2-h1

單位制冷量：q0=h1-h5 制冷系數：?0?q0h1?h5 ?w0h2?h1單位冷凝熱：qk?h2?h3?h3?h4?h2?h4?w0?q0 由上式可知，單位冷凝熱等于單位制冷量與單位理論功之和。熱力完善度：???0h1?h5Tk?T0 ??ch2?h1T014、液體過冷對制冷系數有何影響？

答：制冷劑液體溫度低于同一壓力下飽和狀態的溫度稱為過冷，兩者溫度之差稱為過冷度。

理論循環與過冷循環的比功相同，w0=w0’=h2-h1 過冷循環的單位制冷量的增加量為

??h4?h4? ?q0?h5?h5過冷循環的單位制冷量q0? =h1-h5? =(h1-h5)+(h5-h5?)= q0+?q0

'q0q??q0??0???0＞?0 過冷循環制冷系數??'?0w0w0'0因此，采用液體過冷對提高制冷量和制冷系數都是有利的。

15、蒸汽過熱對制冷系數有何影響？

答：制冷劑蒸汽溫度高于蒸發壓力下的飽和溫度稱為過熱，兩者溫度之差值稱為過熱度。在實際制冷循環中，壓縮機的吸氣狀態往往是過熱蒸汽。吸氣過熱分為有效過熱和有害過熱。制冷劑在蒸發器內過熱，或者是在安裝于被冷卻空間內的吸氣管道中過熱稱為有效過熱。

有效過熱循環的單位制冷量q0和單位理論功w0都增加了。

?q0?h1??h1?cp0?tR q0k?q0?cp0?tR

單位功增加量?w0?wk?w0?(h2'?h1')?(h2?h1)循環的單位功可近似地表示成

wk?w0??tR?T1'??w0?1??? T0T0?? 30 制冷系數 ?k?q0??q0??tRw0??1?T0?1???????0cp0q0?t1?RT0?tR

要使有效過熱循環制冷系數比理論循環高，則應有

1?cp0q0?tR＞ 1??tR T0即 cp0T0?q0

制冷系數是否增大與制冷劑本身的特性有關。

16、在蒸發溫度不變的情況下，冷凝溫度變化對制冷循環性能有何影響？ 答：如圖，在蒸發溫度不變的情況下，當冷凝溫度從tk升至tk1時，’1)單位制冷量q0= h1－h4，減少；

2)吸氣比體積不變，單位容積制冷量q0/υ1減小；

’3)單位壓縮功增大，為h2－h1 ；

4)因吸氣比體積不變，如忽略輸氣系數λ的變化，循環的質量流量qm=λVh/υ1不變；

’5)排氣溫度升高至氣t2；

6)由于q0 減小，而w0增大，制冷系數有較大下降。思考：當冷凝溫度tk降低時，制冷循環性能怎么變化？

17、在冷凝溫度不變的情況下，蒸發溫度t0變化對制冷循環性能有何影響？ 答：在冷凝溫度不變的情況下，當蒸發溫度從t0降至t01時 1)單位制冷量q0略有減少；

’’2)吸氣比體積增大至υ1，單位容積制冷量qv=q0/υ1減小；

’’3)單位壓縮功增大，為h2－h1；

’4)排氣溫度升高t2；

’’5)吸氣比體積增大至υ1，循環的質量流量qm=Vh/υ1減小； 6)q0 減小，而w0增大，制冷系數減小。

思考：當蒸發溫度t0上升時，制冷循環性能怎么變化？

18、形成吸氣過熱主要原因有哪能些？ 答：形成吸氣過熱主要原因：

1）吸收被冷卻介質的熱量而過熱，屬有效過熱。2）吸收外界環境的熱量而過熱，屬有害過熱。

3）吸收電動機繞組和運轉時所產生的熱量而過熱，屬有害過熱。4）在回熱器中吸收制冷劑液體的熱量而過熱，屬有害過熱。

19、請畫出吸收式制冷系統的流程圖（畫出主要部件，并用線連起來，走向用箭頭表示）。

答：吸收式制冷循環系統由吸收器、發生器、換熱器、泵、冷凝器、節流器和蒸發器組成。流程圖如下

20、畫出單級蒸汽壓縮式制冷系統的基本原理圖及制冷理論循環壓焓圖，并說明其循環過程。答：單級蒸汽壓縮式制冷系統的基本原理圖

制冷理論循環壓焓圖 5 節流閥蒸發器4 冷凝器2 壓縮機1 循環過程：1—2 等熵壓縮過程

2—3—4 等壓冷卻冷凝過程 4—5 等焓節流過程 5—1 等溫等壓汽化吸熱過程

21、簡述溴化鋰－水吸收式制冷機組的主要設備及功用。

答：溴化鋰－水吸收式制冷機組的主要設備有蒸發器、吸收器、發生器、冷凝器、節流閥、溶液熱交

換器、溶液泵等由不同管徑的管路聯接而成。

溴化鋰－水吸收式制冷機以水為制冷劑，溴化鋰為吸收劑。

1）在蒸發器中，以液體為主的制冷劑吸收被冷卻對象的熱量全部汽化變成低溫低壓的水蒸汽。2）在吸收器中，經冷卻的吸收劑溴化鋰溶液吸收來自蒸發器的制冷劑水蒸汽，變成稀溶液。3）溴化鋰稀溶液經溶液泵加壓后送入發生器。

4）在發生器中，溴化鋰稀溶液被加熱，制冷劑水汽化變成高溫高壓的水蒸汽，稀溶液濃縮。

5）濃縮后的熱溴化鋰溶液經熱交換器與稀溶液進行熱量交換，濃溶液溫度降低，稀溶液溫度升高。濃溶液降溫后進入吸收器，進行下一循環。

6）在冷凝器中，來自發生器的高壓過熱水蒸汽在壓力不變的條件下，先散發出一部分熱量，使制冷劑過熱蒸汽冷卻成飽和蒸汽，飽和蒸汽在等溫條件下，繼續放出熱量而冷凝產生飽和液體。

7）在節流閥中，飽和液體由冷凝壓力降至蒸發壓力，溫度由冷凝溫度降至蒸發溫度，部分液體汽化，節流閥出口是以液體為主的二相混合物。

節流閥出口的二相混合物流入蒸發器再次汽化，進入下一次循環。

22、簡述溴化鋰－水吸收式制冷系統的工作原理。

答: 溴化鋰吸收式制冷機由蒸發器、吸收器、發生器、冷凝器、節流閥、溶液泵、溶液熱交換器等設備組成。溴化鋰－水吸收式制冷機是以水為制冷劑，溴化鋰為吸收劑，利用水在高真空下蒸發吸熱達到制冷的目的。其工作原理是：

以液體為主的制冷劑在蒸發器中吸收被冷卻對象的熱量全部汽化變成低溫低壓的水蒸汽；蒸發后的制冷劑進入吸收器內被溴化鋰濃溶液吸收，濃溶液變成稀溶液；稀溶液由溶液泵加壓，流經溶液熱交換器后溫度升高，最后進入發生器；在發生器中稀溶液被加熱，水蒸發，稀溶液濃縮成濃溶液；濃溶液流經溶液熱交換器后溫度被降低，進入吸收器，滴淋在冷卻水管上，吸收來自蒸發器的制冷劑蒸汽，成為稀溶液。另一方面，在發生器中，外部高溫水加熱溴化鋰溶液后產生的高溫高壓水蒸汽，進入冷凝器，在壓力不變的條件下，先散發出一部分熱量，使制冷劑過熱蒸汽冷卻成飽和蒸汽，飽和蒸汽在等溫條件下，繼續放出熱量而冷凝產生飽和液體；飽和液體流經節流閥減壓節流，由冷凝壓力降至蒸發壓力，溫度由冷凝溫度降至蒸發溫度，部分液體汽化，節流閥出口是以液體為主的二相混合物；節流閥出口的二相混合物流入蒸發器再次汽化，進入下一次循環。以上循環如此反復進行，最終達到制冷的目的。

21、簡述氨－水吸收式制冷系統的工作原理

答：氨－水吸收式制冷機由蒸發器、吸收器、發生器、冷凝器、節流閥、溶液泵、溶液熱交換器等設備組成。氨－水吸收式制冷機，水作吸收劑，氨作制冷劑。其工作原理是：

以液體為主的制冷劑在蒸發器中吸收被冷卻對象的熱量全部汽化變成低溫低壓的氨蒸汽；蒸發后的制冷劑氨蒸汽進入吸收器內被氨水溶液吸收，稀溶液變成濃溶液；濃溶液由溶液泵加壓，流經溶液熱交換器后溫度升高，最后進入發生器；在發生器中濃溶液被加熱，氨蒸發，濃溶液變成稀溶液；稀溶液流經溶液熱交換器后溫度被降低，進入吸收器，滴淋在冷卻水管上，吸收來自蒸發器的制冷劑蒸汽，成為濃溶液。另一方面，在發生器中，外部高溫水加熱氨水溶液后產生的高溫高壓氨蒸汽，進入冷凝器，在壓力不變的條件下，先散發出一部分熱量，使制冷劑過熱蒸汽冷卻成飽和蒸汽，飽和蒸汽在等溫條件下，繼續放出熱量而冷凝產生飽和液體；飽和液體流經節流閥減壓節流，由冷凝壓力降至蒸發壓力，溫度由冷凝溫度降至蒸發溫度，部分液體汽化，節流閥出口是以液體為主的二相混合物；節流閥出口的二相混合物流入蒸發器再次汽化，進入下一次循環。以上循環如此反復進行，最終達到制冷的目的。

22、制冷劑和載冷劑的區別

答：制冷劑是制冷機中的工作介質，又稱制冷工質。制冷劑在制冷機中循環流動，通過自身熱力狀態循環變化與外界發生能量交換，從而實現制冷。載冷劑是在間接冷卻的制冷裝置中，用以傳遞制冷量的中間介質。載冷劑先在蒸發器與制冷劑發生熱交換獲得冷量，然后用泵將被冷卻了的載冷劑輸送到各個用冷場所。

第六章

1.火力發電仍然是電能生產的主要方式，火力發電燃料主要為煤。

2.簡述火力發電廠的生產過程？

答：通過燃燒把燃料的化學能轉變成熱能，將水加熱成具有一定壓力溫度的蒸汽；然后利用蒸汽推動汽輪機把熱能轉變成轉子轉動的機械能，進而通過發電機把機械能轉變為電能。3.火力發電廠中的能量轉換過程。

答：火力發電廠中鍋爐將燃料的化學能轉換為蒸汽的熱能；汽輪機將蒸汽的熱能轉換為機械能；發電機將機械能轉換為電能送至用戶。

4.電力主要生產方式有火力發電、水力發電、核能發電等。5.什么是火力發電廠?什么是熱電廠? 答：以煤、石油、天然氣等燃料進行電能生產的工廠叫火力發電廠；既生產電能又向外供熱的火力發電廠稱熱電廠。

5、簡述火力發電廠的能量轉換過程。

答：燃料的化學能經燃燒變為熱能。熱能經鍋爐給水吸收，使其變成水蒸汽，水蒸汽的熱能在汽輪機中變為機械能，汽輪機帶動發電機轉子旋轉將機械能轉變為電能。

溫馨提示：第七章、第八章、第九章不是考試重點，只要看看書本，了解下即可

第二篇：熱能與動力工程 - 副本

熱能與動力工程專業

題目學校學院班級姓名學號學科導論結課論文 淺談熱能與動力工程專業的就業前景

2008年4月22日

淺談熱能與動力工程專業的就業前景

摘要人類發展至今，已經經過了柴草時期、煤炭時期、石油時期，并已進入新能源時期，隨著科技的發展，越來越多的能源得到了開發和利用，能源和人類的生活也越來越緊密聯系，本文主要探討能源發展的歷史與前景，以及熱能與動力工程專業畢業生的就業展望。

關鍵詞能源 熱能與動力工程專業 就業

正文

馬克思曾經說過“世界是物質的，物質是運動的”，我們可以由此看到，世界上一切客觀事物的存在，都離不開能源。從古至今，能源一直在人們的生產生活中扮演著重要的角色。18世紀以前的人們知道用火取暖，加熱食物，驅趕野獸，從而得以進化，那時，對能源的利用還比較低等，需求也不是特別大，并沒有動力推動對能源的開發和利用，我們稱之為“柴草時期”。接著，人們進入煤炭時期，對煤炭的開采始于13世紀，而大規模開采并使其成為世界的主要能源則是18世紀中葉的事了。1769年，瓦特發明蒸汽機，煤炭作為蒸汽機的動力之源而受到關注。并隨之產生了第一次產業革命，第一次產業革命期間，冶金工業、機械工業、交通運輸業、化學工業等行業的大幅發展，使煤炭的需求量與日俱增，直至20世紀40年代末，在世界能源消費中煤炭仍占首位。第二次世界大戰之后，在美國、中東、北非等地區相繼發現了大型油田及伴生的天然氣資源，由于每噸原油產生的熱量是煤的兩倍。并且石油煉制得到的汽油、柴油等是汽車、飛機使用的內燃機燃料。世界各國紛紛投資石油的勘探和煉制，新技術和新工藝不斷涌現，石油產品的成本大幅度降低，發達國家的石油消費量猛增。到20世紀60年代初期，世界能源消耗中，石油和天然氣的消耗比例開始超過煤炭而居首位。而今，進入21世紀已有8年，我們又進入了一個新的能源時代：新能源時代。核能、太陽能、風能、地熱能、潮汐能、氫能、生物能等大量新能源得到了開發與利用。有些新能源也已經有實驗室走進了人們的家中。與此同時，由于石油等礦物能源產量的制約和某些政治上的因素，傳統能源已顯示出疲態，人們對能源的關注度也提升到了一個較高的高度。

我有幸考入北京科技大學機械工程學院，從而得到了選擇熱能與動力工程專業的機會。北京科技大學熱能工程系始于1958年的冶金系冶金爐專業，有著悠久的歷史。擁有熱能工程、工程熱物理、制冷及低溫工程、流體機械與工程、動力機械與工程、化工過程機械6個主要學科，博士一級學科點一個、二級學科點六個、博士后流動站一個以及國家與北京市重點學科，可以授予從工學學士到博士的一系列學位。身為一名首都大學生，我深刻地認識到了自己的時代使命。從國家角度，中國依然沒有統一，存在著些許歷史遺留問題，需要許許多多的我們付出努力使之強大起來。從個人角度，我們毫無疑問應該追求更高的精神世界與更好的物質條件，而這一切需要穩定的工作和收入來保障。2007年，全國本科畢業生達到480萬，崗位缺口1200萬，這一數字已經逐年增增長，并將在一定時期內持續增長下去。在2007年的昆明市的公務員報名中，甚至出現了302人搶一個職位的景象。我們可以看到，目前就業壓力日益嚴重，如何找到符合自己興趣，適應就業趨勢的專業已經成了廣大準畢業生的當務之急。

記得2002年電子商務興起的時候，有人預言機械將會成為夕陽產業，因為輕工業、電子商務的興起與發展勢必會降低重工業在國家經濟中所占有的比例。時至今日，這種論斷不僅沒有實現，反而恰恰相反，國內的機械生產水平得到了空前的提高，對專業對口畢業生的需求也有增無減，可以預見的是，本專業的畢業生會在節能、制冷、動力、環保領域的設計開發、制造生產、運行管理、科研教學等方面大有作為。

北京科技大學機械工程學院熱能工程系教授王立說過：能源無所不是、無處不在！毫無疑問，人類想要生存下去，能源是一個必須解決的問題，熱能與動力工程專業恰恰滿足了這一需求。

第三篇：熱能與動力工程

熱能與動力工程（熱能動力設備與應用）

培養目標：

培養適應社會主義現代化建設需要的，在熱能工程方面獲得工程師基本訓練的工程技術人才。

專業培養要求：

本專業畢業生應掌握本專業必須的較系統的基本科學理論，較廣泛的技術基礎理論，必要的專業知識及基本技能。掌握熱能釋放、轉換、傳遞和節能技術知識，合理有效利用能源以及熱工過程和熱力系統的動態分析、自動控制、熱工設備及系統的優化分析、運行管理和技術改造知識。具有熱工設備的設計、實驗、研究和調整能力。

主要課程：

高中起點專科：高等數學、英語、機械制圖、電工學、線性代數、工程力學、工程流體力學、泵與風機、鍋爐原理、傳熱學、汽輪機原理、熱力系統。

專科起點本科：高等數學、英語、工程力學、機械學、電工學、流體力學、工程熱力學、傳熱學、鍋爐原理、熱力系統、燃燒理論與設備、壓力容器強度分析、鍋爐動態特性及調節。

學制：高中起點專科2.5年 專科起點本科2.5年

本科授予學位：工學學士

第四篇：熱能與動力工程

熱能工程、工程熱物理、低溫工程及制冷技術

1.冶金方向：單位：鋼鐵廠，冶金爐設計院。代表學校：北京科技大學、東北大學。

2.鍋爐、蒸汽輪機方面：單位：發電廠，鍋爐制造廠。代表學校：清華大學、華北電力大學。

3.發動機方向：單位：設計院、汽車廠。代表學校：天津大學、北京航空航天大學。

第五篇：熱能與動力工程

熱能與動力工程專業

熱能與動力工程專業業務培養目標：業務培養目標：本專業培養具備熱能工程、傳熱學、流體力學、動力機械、動力工程等方面基礎知識，能在國民經濟各部門，從事動力機械(如熱力發動機、流體機械、水力機械)的動力工程(如熱電廠工程、水電動力工程、制冷及低溫工程、空調工程)的設計、制造、運行、管理、實驗研究和安裝、開發、營銷等方面的高級工程技術人才。業務培養要求：本專業學生主要學習動力工程及工程熱物理的基礎理論，學習各種能量轉換及有效利用的理論和技術，受到現代動力工程師的基本訓練；具有進行動力機械與熱工設備設計、運行、實驗研究的基本能力。畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力：1．具有較扎實的自然科學基礎，較好的人文、藝術和社會科學基礎及正確運用本國語言、文字的表達能力；2．較系統地掌握本專業領域寬廣的技術理論基礎知識，主要包括工程力學、機械學、工程熱物理、流體力學、電工與電子學、控制理論、市場經濟及企業管理等基礎知識；3．獲得本專業領域的工程實踐訓練，具有較強的計算機和外語應用能力；4．具有本專業領域內某個專業方向所必要的專業知識，了解其科學前沿及發展趨勢；5．具有較強的自學能力、創新意識和較高的綜合素質。主干課程：主干學科：動力工程與工程規物理、機械工程。主要課程：工程力學、機械設計基礎、電工與電子技術、工程熱力學、流體力學、傳熱學、控制理論、測試技術。主要實踐性教學環節：包括軍訓，金工、電工、電子實習，認識實習，生產實習，社會實踐，課程設計，畢業設計(論文)等，一般應安排40周以上。修業年限：四年授予學位：工學學士相近專業：熱能與動力工程 核工程與核技術 能源動力系統及自動化 工程物理 能源與環境系統工程專業前景 本專業（流體機械與流體工程方向）以流體工程及機械工程為基礎，主要研究流體機械的各種能量轉換及有效利用的理論和技術，掌握流體機械設計、制造、試驗、應用和管理等基本能力。隨著國民經濟和社會的不斷發展，流體機械與流體工程方向的研究領域已涵蓋農業、工業、水利、環保、航天、國防等各個部門，以上各行業對掌握流體機械及流體工程基礎理論的人才的需求不斷增加，尤其是近年來計算流體力學的發展使流體機械及流體工程在各行業的應用不斷深入，應用范圍不斷拓寬。培養目標 本專業培養具備流體工程、流體力學、流體機械、動力機械、水利工程等方面基礎知識，能從事流體機械（水泵、水輪機、灌排設備等）和流體工程的科研、設計、制造、試驗、運行管理和經營銷售等方面工作的高級工程技術人才。就業方向 學生畢業后可到相關的國家機關、科研院所、流體機械制造企業以及水電行業、航空航天部門、水利部門及與流體工程設計相關的其他單位從事生產、教學、科研、銷售、管理等工作。深造情況 可攻讀流體機械及工程、農業水土工程專業碩士學位和水動力學與水力機械、農業水土工程專業博士學位，也可碩博連讀。每年約有1/3的應屆本科畢業生考取研究生繼續深造