汽輪機基礎知識技術問答

2022-08-24 01:45:04 字數 4453 閱讀 3200

一、 基礎知識

1.什麼叫工質?火力發電廠採用什麼作為工質?

工質是熱機中熱能轉變為機械能的一種媒介物質(如燃氣、蒸汽等),依靠它在熱機中的狀態變化(如膨脹)才能獲得功。

為了在工質膨脹中獲得較多的功,工質應具有良好的膨脹性。在熱機的不斷工作中,為了方便工質流入與排出,還要求工質具有良好的流動性。因此,在物質的固、液、氣三態中,氣態物質是較為理想的工質。

目前火力發電廠主要以水蒸氣作為工質。

2.何謂工質的狀態引數?常用的狀態引數有幾個?基本狀態引數有幾個?

描述工質狀態特性的物理量稱為狀態引數。常用的工質狀態引數有溫度、壓力、比容、焓、熵、內能等,基本狀態引數有溫度、壓力、比容。

3.什麼叫溫度、溫標?常用的溫標形式有哪幾種?

溫度是衡量物體冷熱程度的物理量。對溫度高低量度的標尺稱為溫標。常用的有攝氏溫標和絕對溫標。

⑴攝氏溫標。規定在標準大氣壓下純水的冰點為0℃,沸點為100℃,在0℃與100℃之間分成100個格,每格為1℃,這種溫標為攝氏溫標,用℃表示單位符號,用t作為物理量符號。

⑵絕對溫標。規定水的三相點(水的固、液、汽三相平衡的狀態點)的溫度為273.15k。

絕對溫標與攝氏溫標的每刻度的大小是相等的,但絕對溫標的0k,則是攝氏溫標的-273.15℃。絕對溫標用k作為單位符號,用t作為物理量符號。

攝氏溫標與絕對溫標的關係為 t=t-273.15℃。

4.什麼叫壓力?壓力的單位有幾種表示方法?

單位面積上所受到的垂直作用力稱為壓力。用符號「p」表示,即p=f/a1—1)

式中 f——垂直作用於器壁上的合力,n;

a——承受作用力的面積m2。

壓力的單位有:

⑴國際單位制中表示壓力採用n/m2,名稱為[帕斯卡],符號是pa。

1pa=1n/m2,在電力工業中,機組引數多採用mpa(兆帕),1mpa=106n/m2。

⑵以液柱高度表示壓力的單位有:公釐水柱(mmh2o)、公釐汞柱(mmhg),1 mmhg=133 n/m2,1 mmh2o=9.81 n/m2。

⑶工程大氣壓的單位為kgf/cm2,常用at作代表符號,1at=98066.5 n/m2,物理大氣壓的數值為1.0332 kgf/cm2,符號是atm,1 atm=1.

013×10⒌n/m2。

5.什麼叫絕對壓力、表壓力?

容器內工質本身的實際壓力稱為絕對壓力,用符號p表示。工質的絕對壓力與大氣壓力的差值為表壓力,用符號pg表示。因此,表壓力就是我們用表計測量所得的壓力,大氣壓力用符號patm表示。

絕對壓力與表壓力之間的關係為:

pa=pg+p atm 或 pg=p a-p atm1—2)

6.什麼叫真空和真空度?

當容器中的壓力低於大氣壓力時,把低於大氣壓力的部分叫真空。用符號「pv」表示。其關係式為:

pv=patm-pa1—3)

發電廠有時用百分數表示真空值的大小,稱為真空度。真空度是真空值和大氣壓力比值的百分數,即:

真空度=pv / patm×1001—4)

完全真空時真空度為100%,若工質的絕對壓力與大氣壓力相等時,真空度為零。

例如:凝汽器水銀真空表的讀數為7100mmhg,大氣壓力計讀數為750 mmhg,求凝汽器內的絕對壓力和真空度各為多少?

根據 pa=(patm-pv) / 735.6=(750-710)/735.6=0.054at=0.0051mpa

真空度=pv/pamb×100%=710/750×100%=94.6%

7.什麼叫比容和密度?它們之間有什麼關係?

單位質量的物質所占有的容積稱為比容。用小寫的字母ν表示,即:

v/m m3/kg1—5)

式中 m——物質的質量。 kg;

v——物質所占有的容積, m3。

比容的倒數,即單位容積的物質所具有的質量,稱為密度,用符號「ρ」,單位為kg/m3。

比容與密度的關係為ρυ=1,顯然比容和密度互倒數,即比容和密度不是相互獨立的兩個引數,而是同乙個引數的兩種不同的表示方法。

8.什麼叫平衡狀態?

在無外界影響的條件下,氣體的狀態不隨時間而變化的狀態叫做平衡狀態。只有當工質的狀態是平衡狀態時,才能用確定的狀態引數值去描述。只有當工質內部及工質與外界間,達到熱的平衡(無溫差存在)及力的平衡(無壓差存在)時,才能出現平衡狀態。

9.什麼叫標準狀態?

絕對壓力為1.01325×105pa(1個標準大氣壓),溫度為0℃(273.15)時的狀態稱為標準狀態。

10.什麼叫引數座標圖?

以狀態引數為直角座標表示工質狀態及其變化的圖稱引數座標圖。引數座標圖上的點表示工質的平衡狀態,由許多點相連而組成的線表示工質的熱力過程。如果工質在熱力過程中所經過的每乙個狀態都是平衡狀態,則此熱力過程為平衡過程,只有平衡狀態及平衡過程才能用引數座標圖上的點及線來表示。

11.什麼叫功?其單位是什麼?

功是力所作用的物體在力的方向上的位移與作用力的乘積。功的大小根據物體在力的作用下,沿力的作用方向移動的位移來決定,改變它的位移,就改變了功的大小,可見功不是狀態引數,而是與過程有關的乙個量。

功的計算式為:

w=fs ( j1—6)

式中 f——作用力,n;

s——位移,m。

單位換算: 1j=1n·m,

1kj=2.778×10-4kw·h

12.什麼叫功率?其單位是什麼?

功率的定義是功與完成功所用的時間之比,也就是單位時間內所做的功。即:

p=w/t ( w1—7)

式中 w——功,j;

t——做功的時間,s。

功率的單位就是瓦特,1瓦特=1焦耳/秒。

13.什麼叫能?

物質做功的能力稱為能。能的形式一般有:動能、位能、光能、電能、熱能等。熱力學中應用的有動能、位能和熱能等。

14.什麼叫動能?物體的動能與什麼有關?

物體因為運動而具有做功的本領叫動能。動能與物體的質量和運動的速度有關。速度越大,動能就越大;質量越大,動能也越大。

動能按下式計算:

ek=1/2mc2 (kj1—8)

式中 m——物體質量,kg;

c——物體速度,m/s。

動能與物體的質量成正比,與其速度的平方成正比。

15.什麼叫位能?

由於相互作用,物體之間的相互位置決定的能稱為位能。

物體所處高度位置不同,受地球的吸引力不同而具有的能,稱為重力位能。重力位能由物質的重量(g)和它離地面的高度(h)而定。高度越大,重力位能越大;重力物體越重,位能越大。

重力位能e p=gh。

16.什麼叫熱能?它與什麼因素有關?

物體內部大量分子不規則的運動稱為熱運動。這種熱運動所具有的能量叫熱能,它是物體的內能。

熱能與物體的溫度有關,溫度越高,分子運動的速度越快,具有的熱能就越大。

17.什麼叫熱量?其單位是什麼?

高溫物體把一部分熱能傳遞給低溫物體,其能量的傳遞多少用熱量來度量。因此物體吸收或放出的熱能稱為熱量。熱量的傳遞多少和熱力過程有關,只有在能量傳遞的熱力過程中才有功和熱量的存在,沒有能量傳遞的熱力狀態是根本不存在什麼熱量的,所以熱量不是狀態引數。

18.什麼叫機械能?

物質有規律的運動稱為機械運動。機械運動一般表現為巨集觀運動。物質機械運動所具有的能量叫機械能。

19.什麼叫熱機?

把熱能轉變為機械能的裝置稱為熱機。如汽輪機、內燃機、蒸汽機、燃輪氣機等。

20.什麼叫比熱容?影響比熱容的主要因素有哪些?

單位數量(質量或容積)的物質溫度公升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的熱量,稱為氣體的單位熱容量,簡稱為氣體的比熱容。比熱容表示單體數量的物質容納或貯存熱量的能力。物質的質量比熱容符號為c,單體為kj/(kg·℃)。

影響比熱容的主要因素有溫度和加熱條件,一般說來,隨著溫度的公升高,物質比熱容的數值也增大;定壓加熱的比熱容大於定容加熱的比熱容。此外,還有分子中原子數目、物質性質、氣體的壓力等因素也會對比熱容產生影響。

21.什麼叫熱容量?它與比熱有何不同?

熱容q=mc,熱容的大小等於物體質量與比熱的乘積,熱容與質量有關,比熱容與質量無關,對於相同質量的物體,比熱容大的熱容大,對於同一物質,質量大的熱容大。

22.如何用定值比熱容計算熱量?

在低溫範圍內,可近似認為比熱值不隨溫度的變化而改變,即比熱容為某一常數,此時熱量的計算式為:

q=c(t2-t1) kj/kg1—9)

23.什麼叫內以能?

氣體內部分子運動所形成的內動能和由於分子相互之間的吸引力所形成的內位能的總和稱為內能。

μ表示1kg氣體的內能,u表示mkg氣體的內能。

即:u=m1—10)

24.什麼叫內動能?什麼叫內位能?它們由何決定?

氣體內部分子熱運動的動能叫內動以能,它包括分子的移動動能,分子的轉動動能和分子內部的振動動能等。從熱運動的本質來看,氣體溫度越高,分子的熱運動越激烈,所以內動能決定於氣體的溫度。氣體內部分子克服相互間存在的吸引力具有備用的位能,稱為內位能,它氣體的比容有關。

25.什麼叫焓?

在某一狀態下單位質量工質比容為ν,所受壓力為p,為反抗此壓力,該工質必須具備pv的壓力位能。單位質量工質內能和壓力位能之和稱為比焓。

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