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1、热能与动力工程热能与动力工程概论（一）概论（一）能源与动力工程学院能源与动力工程学院2007200720072007年年年年10101010月月月月第1页/共46页课程内容简介课程内容简介 “热热能能与与动动力力工工程程概概论论”是是我我们们专专业业的的一一门门专专业业选选修修课课，共共8学学时时，0.5学学分分。课课程程目目的的是是让让同同学学对对我我们们专专业业所所涉涉及及的的工工程程对对象象、理理论论基基础础和和科科学学研研究究发发展展情情况况有有一一个个基基本本了了解解，以以便便于于今今后后的的学学习习。我我们们每每周周一一次次课课，有我和另外的三位老师分别介绍。有我和另外的三位老师分
2、别介绍。第2页/共46页本节课程内容本节课程内容能量的形式能量的形式能源概况能源概况能量的转换系统能量的转换系统主要的动力装置主要的动力装置热能动力工程的理论基础热能动力工程的理论基础学科概况学科概况第3页/共46页能量的形式能量的形式机械能机械能热热 能能电电 能能辐射能辐射能化学能化学能核核 能能_与物体宏观机械运动或空间状态相关的能量。与物体宏观机械运动或空间状态相关的能量。_构成物质的微观分子运动的动能和势能总和称为热能。其它构成物质的微观分子运动的动能和势能总和称为热能。其它的形式能都可以转变为热能。的形式能都可以转变为热能。_是和电子流动与累积有关的一种能量，通常是由电池中的化是和
3、电子流动与累积有关的一种能量，通常是由电池中的化学能转换而来。学能转换而来。_物体以电磁波形式发射的能量。物体以电磁波形式发射的能量。_物质原子核外进行化学变化时放出的能量。物质原子核外进行化学变化时放出的能量。_蕴藏在原子核内部的物质结构能。蕴藏在原子核内部的物质结构能。第4页/共46页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电能电能热能热能太太阳阳能能风风能能其其它它煤煤水水能能石石油油天天然然气气第5页/共46页天然气天然气石油石油煤煤核能核能太阳能太阳能水能水能风能风能热热能能电电能能燃烧炉燃烧炉工业加工业加热装置热装置核反应堆核反应堆热电直
4、接热电直接转换装置转换装置电热装置电热装置热热机机机机械械能能发发电电机机用用 户户能量转换及利用图能量转换及利用图第6页/共46页蒸汽动力循环蒸汽动力循环能量转换系统（能量转换系统（1）第7页/共46页蒸汽动力循环蒸汽动力循环能量转换系统（能量转换系统（1）第8页/共46页蒸汽动力循环蒸汽动力循环能量转换系统（能量转换系统（1）第9页/共46页蒸汽动力循环蒸汽动力循环能量转换系统（能量转换系统（1）第10页/共46页锅炉锅炉汽轮机汽轮机发电机发电机凝凝汽汽器器给水泵给水泵蒸汽蒸汽火力发电站系统图火力发电站系统图1第11页/共46页锅锅炉炉汽轮机汽轮机发电机发电机凝凝汽汽器器给水泵给水泵蒸汽蒸
5、汽火力发电站系统图火力发电站系统图2加加热热器器再热器再热器第12页/共46页热热交交换换器器汽轮机汽轮机发电机发电机凝凝汽汽器器给水泵给水泵蒸汽蒸汽核电站系统示意图核电站系统示意图反反应应堆堆循环泵循环泵冷却剂冷却剂第13页/共46页燃气动力循环燃气动力循环能量转换系统（能量转换系统（2）第14页/共46页燃气动力循环燃气动力循环能量转换系统（能量转换系统（2）第15页/共46页燃气轮机燃气轮机发电机发电机空气空气压气机压气机燃烧室燃烧室燃料燃料排气排气燃气轮机发电示意图燃气轮机发电示意图第16页/共46页燃气燃气-蒸汽联合循环蒸汽联合循环发电系统示意图发电系统示意图燃气燃气轮机轮机发电机发
6、电机压压气气机机燃烧室燃烧室燃料燃料空气空气给水泵给水泵加热器加热器凝汽器凝汽器汽轮机汽轮机发电机发电机余热锅炉余热锅炉第17页/共46页整体煤气化整体煤气化联合循环（联合循环（IGCC）发电系统示意图发电系统示意图燃气燃气轮机轮机发电机发电机压压气气机机燃烧室燃烧室煤气煤气空气空气给水泵给水泵加热器加热器凝汽器凝汽器汽轮机汽轮机发电机发电机余热锅炉余热锅炉煤煤空气或空气或纯氧纯氧气化炉气化炉第18页/共46页制冷循环制冷循环能量转换系统（能量转换系统（3）第19页/共46页蒸发器蒸发器压气机压气机冷凝器冷凝器节流阀节流阀蒸汽压缩式制冷示意图蒸汽压缩式制冷示意图吸收低吸收低温处的温处的热量热量
7、向外界向外界环境散环境散失热量失热量M第20页/共46页锅锅 炉炉主要动力装置（主要动力装置（1）按按用用途途分分类类电站锅炉电站锅炉工业锅炉工业锅炉船舶锅炉船舶锅炉机车锅炉机车锅炉按按蒸蒸汽汽压压力力低压锅炉低压锅炉亚临界锅炉亚临界锅炉超临界锅炉超临界锅炉低于2.5MPa1718 MPa大于22.19 MPa按按燃燃料料分分类类燃煤锅炉燃煤锅炉燃油锅炉燃油锅炉燃气锅炉燃气锅炉按按燃燃烧烧方方式式燃粉锅炉燃粉锅炉层燃锅炉层燃锅炉流化床锅炉流化床锅炉第21页/共46页锅锅 炉炉主要动力装置（主要动力装置（1）第22页/共46页锅锅 炉炉主要动力装置（主要动力装置（1）第23页/共46页锅锅 炉炉
8、主要动力装置（主要动力装置（1）第24页/共46页锅锅 炉炉主要动力装置（主要动力装置（1）第25页/共46页汽轮机汽轮机主要动力装置（主要动力装置（2）第26页/共46页汽轮机汽轮机主要动力装置（主要动力装置（2）第27页/共46页汽轮机汽轮机主要动力装置（主要动力装置（2）第28页/共46页汽轮机汽轮机主要动力装置（主要动力装置（2）第29页/共46页泵和风机泵和风机主要动力装置（主要动力装置（3）第30页/共46页泵和风机泵和风机主要动力装置（主要动力装置（3）第31页/共46页热质交热质交换设备换设备主要动力装置（主要动力装置（4）第32页/共46页热质交热质交换设备换设备主要动力装置
9、（主要动力装置（4）第33页/共46页热质交热质交换设备换设备主要动力装置（主要动力装置（4）第34页/共46页水轮机水轮机主要动力装置（主要动力装置（5）第35页/共46页内燃机内燃机主要动力装置（主要动力装置（6）第36页/共46页蒸发器和蒸发器和冷凝器冷凝器主要动力装置（主要动力装置（7）第37页/共46页热能动力工程的理论基础热能动力工程的理论基础（1）工程热力学工程热力学工工程程热热力力学学是是研研究究热热能能与与机机械械能能相相互互转转换换的的一一门门学学科科，其其基基本本任任务务是是研研究究热热能能转转变变为为机机械械能能的的规规律律和和条条件件，从从而而找找出出提提高高热热能能
10、利利用用经经济济性性的的途途径径。热热力力学学第第一一定定律律（能能量量守守恒恒定定律律）阐阐明明了了热热能能和和机机械械能能相相互互转转化化时时的的数数量量关关系系；热热力力学学第第二二定定律律指指明明了了能能量量转转换换的的方方向向性性，热热能能不不可可能能全全部部转转换换为为机机械械能能，而而机机械械能能可可以以无无条条件件全全部部转变化热能。转变化热能。第38页/共46页热能动力工程的理论基础热能动力工程的理论基础（2）传热学传热学传传热热学学是是研研究究热热量量传传递递规规律律的的一一门门学学科科，其其内内容容包包括括热热量量传传递递的的方方式式、机机理理、计计算算和测试等。和测试等
11、。热传导（导热）热传导（导热）热对流热对流热辐射热辐射第39页/共46页热能动力工程的理论基础热能动力工程的理论基础（3）工程流体力学工程流体力学工工程程流流体体力力学学是是研研究究流流体体平平衡衡和和运运动动规规律律，是是力力学学的的基基本本原原理理在在液液体体和和气气体体中中实实际应用的一门科学。际应用的一门科学。主主要要内内容容包包括括：流流体体的的物物性性；流流体体平平衡衡的的条条件件及及平平衡衡时时压压强强分分布布规规律律；理理想想流流体体和和黏黏性性流流体体运运动动的的基基本本方方程程；管管道道流流动动分分析析及管路计算；绕过物体流动及边界层理论。及管路计算；绕过物体流动及边界层理论。第40页/共46页动力工程与工程热物理动力工程与工程热物理工工程程热热物物理理热热能能工工程程动力动力机械机械及及工程工程流体流体机械机械及及工程工程制冷制冷与与低温低温工程工程博士博士和硕和硕士研士研究生究生培养培养本科本科专业专业热能热能与与动力动力工程工程电厂热能动力工程电厂热能动力工程电厂集控运行电厂集控运行制冷与低温工程制冷与低温工程第41页/共46页第42页/共46页第43页/共46页第44页/共46页谢谢 谢！谢！第45页/共46页感谢您的观看！第46页/共46页