力p2保持不变,提高初压p1,使热效率η朗增大。但热效率提高的速度随初压p1的不断提高而减慢。当蒸汽初
温t1和初压p1保持不变,降低排汽压力p2,使热效率η朗增大。 9、什么叫供热循环?为什么采用供热循环能提高经济性?
答案:答:既供电又供热的循环称为供热循环或称热电合供循环。采用热电合供循环把汽轮机排汽或中间抽汽直接或间接地应用于工业、农业和生活中,
这部分蒸汽的热量被全部利用。这样,减少了这部分蒸汽进入凝汽器放出汽化热,使冷源损失减少,从而使循环经济性提高。
10、如果已测得二层壁中各层壁面温度t1、t2、t3分别为600℃、500℃、200℃,试由式 t1-t2
q=───分析哪一层热阻大? δ ──
λ
答案: t1-t2 答:由导热公式q=───
δ ──
λ
可知:通过各层的q相等时,则温差小时热阻也较小。第一层壁面温差:△t1=600-500=100℃,第二层△t2=500-200=300℃,因为△t1＜△t2,所以第一层热阻比较小,第二层热阻大。 11、分别以水冷壁和炉墙为例,说明增强和削弱传热,可采取哪些措施?
答案:答:锅炉水冷壁需增强导热,必须减少其导热热阻。水冷壁管内结垢、管外积灰均使导热热阻增加,所以锅炉对给水品质有一定要求,防止管内结垢。
对管对积灰垢,运行人员每班要定期吹灰,保证受热面清洁。锅炉炉墙选用导热系数较小的绝热材料,并适当增加厚度以增大热阻,削弱换热, 减少对外热损失。 12、影响凝结换热的因素有唧些?
答案:答:影响凝结换热的因素有:蒸汽中是否含不凝结气体,蒸汽中含不凝结气体将显著削弱凝结换热;蒸汽流动速度和方向,蒸汽流速大,流动方向与水膜流动方向相同时,会使水膜减薄热阻减小,
凝结换热增强;冷却表面情况,冷却表面粗糙不平会使凝结水膜阻力增加,水膜厚度增加,热阻增大,凝结换热系数削弱;冷却面排列方式,横向布置比竖向布置凝结换热系数大,多排管子叉排换 热系数大,辐排居中,顺排换热系数小。
13、物体的黑度与吸收率间有何关系?黑度大小与辐射力又有何关系?
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答案:答:物体黑度表明了物体接近于黑体程度,实际物体黑度小于1,对于不同的物体,黑度差别很大。通常物体的黑度与物体的材料、温度和它的表面状况有关。
粗糙和氧化的表面一般黑度大一些。物体的黑度在数值上等于同温度下物体的吸收率。物体黑度越大,吸收能力越强,其辐射能力也越强。 14、气体辐射与固体辐射有何不同?
答案:答:气体辐射与固体辐射相比、具有以下特点:
(1)气体的辐射与气体的分子结构及性质有关,单原子和某些双原子气体对热辐射线是透明体,辐射力与吸收率等于零。
而三原子及多原子气体具有相当大的辐射力和吸收能力。 (2)气体的辐射和吸收,对热辐射线的波长有选择性。 (3)气体辐射和吸收是在整个容积中进行的。 15、什么是传热过程?试举例说明。
答案:答:一种流体通过固体壁面将热量传给另一种流体的过程叫传热过程。如锅炉水冷壁管外是高温火焰,管内是被加热流体,热量通过管壁由火焰传给水。 五、计算题(每小题 分,共 分)
1、某容器容积为0.06立方米,储有0.72千克的空气,求气体的比容是多少?如再向该容器充入0.18千克空气,气体比容变为多少? 答案:已知:V1=0.06米3 m1=0.72千克
m2=0.72+0.18=0.90千克 求:v2=? v2=?
V 0.06 解:v1=──=───=0.083米3/千克 m1 0.72 V 0.06 v2=──=───=0.067米3/千克 m2 0.90
答:气体比容为0.083米3/千克, 如再向该容充入0.18千克空气后,气体比容变为0.067米3/千克。 2、有一容器有0.07立方米的气体,其压力为0.3兆帕,当温度不变,容积减小到0.01立方米,其压力上升到多少?(题中压力为绝对压力) 答案:已知:V1=0.07米3
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P1=0.3兆帕 V2=0.01米3 求:P2=?
解:该过程是等温过程,所以P1V1=P2V2 P1V1 0.3×0.07 则:P2=───=────=2.1兆帕 V2 0.01 答:压力上升到2.1兆帕。
3、一热机产生1.5千瓦功率,其热效率为0.24,问热机每小时吸收多少千焦的热量?放出热量与吸收热量之比为多少?
所做的功与放出热量之比又为多少? 答案:已知:N=1.5千瓦 η=0.24 τ=1小时=3600秒
Q2 W 求:Q1=? ───=? ───=?
Q1 Q2 解:W=Nτ=1.5×3600=5400千焦 W 因为:η=─── Q1
W 5400 所以: Q1=──=───=22500千焦 η 0.24 Q2=Q1-W=22500-5400=17100千焦 Q1 17100 ---=---=0.76 Q2 2500 W 5400 ──=───=0.3158 Q2 17100
答:热机每小时吸收22500千焦热量。放出热与吸收热之比为0.76。作功与放出热之比为0.3158。 4、发电机所发出的功率为6000KW,发电机效率95%,试求为了维持发电机正常运行所必须的冷却空气的流量。假定发电机热损失全部换成热量,车间定温20℃,
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空气的终温不冷超过55℃,空气定压比热取Cp=1KJ/kg·K。 答案:已知:N=6000KW η=95% t1=20℃ t2=55℃ cp=1KJ/kgK 求:冷却空气的流量m=?
解:根据题意:单位时间发电机放热量等于m流量的空气的吸热量 即: N
-·(1-η)=mCp(t2-t1)
η
N·η 6000×0.95 ∴m=───────=──────=162.87kg/s η·Cp·(t2-t1) 1×(55-20) 答:所需冷却空气流量为162.87千克每秒。
5、若1千克蒸汽在锅炉中吸热q1=2512千焦/千克,在凝汽器中放热q2=2093千焦/千克,问蒸汽在汽轮机内做功为多少?
当蒸汽流量为440吨/小时,如果做的功全部用来发电,问每天发多少电? 答案:已知:q1=2152千焦/千克 q2=2093千焦/千克 D=440吨/小时 求:ω=? W=?
解:ω=q1-q2=2512-2093=419千焦/千克
24×440×1000×419 W=24Dω/3600=──────────
3600 =1229066.67千瓦·时
答:蒸汽在汽轮机内作功为419千焦/公斤。蒸汽流量为440吨/小时,作的功全用来发电,每天发电量为1229066.67千瓦·时。
6、某背压式汽轮机功率为6000千瓦,汽轮机排汽焓i2=2173千焦/千克,其蒸汽用于生产,凝结水在饱和温度下回入锅炉,其焓值i2=556.34千焦/千克。汽轮机新蒸汽焓为i1=3299.2千焦/千克, 求每小时的汽耗量及电能生产与供热的比例。 答案:已知:N=6000千瓦
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i2=2713千焦/千克 i2=556.34千焦/千克 i1=3299.2千焦/千克 求:D=?
3600 3600
解:d=────=───────=6.14千克/千瓦·小时 i1-i2 3299.2-2713
每小时耗汽量D=dN=6.14×6000=36847.49公斤/小时=36.847吨/小时 用于电能生产的热耗量q电:
q电=i1-i2=3299.2-2713=586.2千焦/千克 用于供热的热耗量q供:
q供=i2-i2=2713-556.34=2156.7千焦/千克 q电 586.2 ────=────=27.18% q供 2156.7
答:每小时汽耗量为36.847吨/小时,电能生产与供热比例为27.18%。
7、一台锅炉的炉墙由三层材料叠合面成。最里面是耐火粘土砖,厚115毫米,其导热系数为1.16瓦特/米·℃;中间是B级硅藻土,厚125毫米,其导热系数为0.116瓦特/米·℃;
最外层为石棉板,厚70毫米,其导热系数为0.116瓦特/米·℃。已知炉墙内、外表面温度分别为450℃和60℃,试求每平方米炉墙每小时的热损失及耐火粘土砖与硅藻土分界面上的温度。 答案:已知:δ1=115毫米=0.115米 λ1=1.16瓦特/米·℃ δ2=125毫米=0.125米 λ2=0.116瓦特/米·℃ δ3=70毫米=0.07米 λ3=0.116瓦特/米·℃ t1=450℃ t4=60℃ 求: q=? t2=?
t1-t4 解:q=───────── δ1 δ2 δ3 ──+──+──
λ1 λ2 λ 3
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