专业积累：锅炉名词解释
2023-06-27 0次
1、火力发电厂(fossil—fired power plant ;thermal power plant)
利用化石燃料燃烧释放的热能发电的动力设施，包括燃料燃烧释热和热能电能转换以及电能输出的所有设备、装置、仪表器件，以及为此目的设置在特定场所的建筑物、构筑物和所有有关生产和生活的附属设施。利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热给水或其他工质以生产规定参数和品质的蒸汽、热水或其他工质(蒸气)的机械设备。用于发电的锅炉称电站锅炉。在电站锅炉中，通常将化石燃料(煤、石油、天然气等)燃烧释放的热能，通过受热面的金属壁面传给其中的工质——水，把水加热成具有一定压力和温度的蒸汽，所产生的蒸汽则用来驱动汽轮机，把热能转换为机械能，汽轮机再驱动发电机，将机械能变为电能供给用户。锅炉、汽轮机、发电机合称火力发电厂三大大机。电站锅炉又泛称为蒸汽发生器。研究各种能量(特别是热能)的性质及其相互转换规律，以及与物质性质之间的关系的学科，是物理学的一个分支。热力学着重研究物质的平衡状态以及与平衡状态偏离不大的物理、化学过程，近代已扩大到对非平衡态过程的研究。工程热力学是以热力学的两个基本定律为基础的。因为热能转变为机械能是通过工质的状态变化过程和热力循环而完成的，所以对过程和循环分析是工程热力学的主要内容。实现热能和机械能相互转化的媒介物质，叫做工质。为了获得更多的功，要求工质有良好的膨胀性和流动性、价廉、易得、热力性能稳定、对设备无腐蚀作用，而水蒸汽具有这种性能，发电厂采用水蒸汽作为工质。凡能够表示工质状态特性的物理量，就叫做状态参数。例如：温度T、压力p、比容ひ、内能u、焓h、熵s等，我们常用的就是这六个，还有拥等状态参数。状态参数不同于我们平时说的如：流量、容积等“参数”，它是指表示工质状态特性的物理量，所以，要注意区别状态参数的概念，不能混同于习惯的“参数”。单位面积上承受的垂直作用力，又称压强。压力是一种强度量，其数值与系统的大小无关，通常以符号P表示，单位是帕(Pa)。压力有绝对压力、大气压力、正压力(工程上称为表压力)、负压力(工程上称为真空)和压差等不同的表述形式。单位质量物质所占有的容积．以符号V表示。比容是一个强度量，其值与系统的大小无关，单位是米3／千克(m3/kg)。热力学中常用的另一个物理量——密度(ρ)，是比容的倒数，即单位容积的物质所具有的质量。物体冷热程度的度量。根据热力学第零定律，温度是衡量一个热力系与其他热力系是否处于热平衡的标志。一切具有相同温度的系统均处于热平衡状态；反之，即处于非平衡状态。温度是一个强度量，数值与系统的大小无关。温度的分度表示方法称为温度标尺或简称温标。中国法定的温度标尺采用国际单位制中的热力学温标，也就是开尔文温标或绝对温标，用符号T表示，单位是开尔文(K)。曾经使用过的温标尚有摄氏温标t(℃)、华氏温标t（°F）等。蓄积于热力系内部的能量。内能是一个广延量，其数值与质量成正比，以符号U表示，单位是焦(J)。单位质量的内能称为比内能，以u表示，单位是焦/千克(J/kg)。从微观的角度来理解，内能包括组成系统大量分子的动能、位能、化学能和原子核能等。在不涉及化学变化和核反应的物理过程中，化学能与核能可以不加考虑，此时热力系中的内能只涉及分子动能和位能。理想气体的内能与压力无关，只是温度的函数。热力系所拥有的内能(U)和压力势能(PV)的总和。焓是一个广延量，以符号H表示，单位是焦(J)。单位质量物质的焓称为比焓，以h表示．单位是焦/千克(J/kg) 。 不可以转换为机械能的那部分能(不可用能)的量度，是热力状态参数。它表示：热力系统在可逆过程中，与外界热源交换的微量热量被热源的热力学温度除的商。以符号S表示，单位是焦／开(J/K)。表明热力系的熵增等于在可逆过程中外界向系统传送热量与系统温度的比值，是由热力学第二定律导出的状态参数。熵的外文原意是转变，指热量转变为功的能力。中文译名“熵”是由刘仙洲教授命名的。在给定的环境条件下能量中理论上可以最大限度转换为机械能的那部分能量，又称可用能或有效能(availability)，用符号E表示．单位为焦(J)。单位质量的火用称为比火用，用符号e表示，单位为焦／千克（J/kg）。对应于热力学系统与环境之间不平衡的情况，能量中的火用可以分为物理用火用和化学火用。工质的各部分具有相等的压力、温度、比容等状态参数时，就称工质处于平衡状态。一种理想化的气体，这种气体分子间没有作用力，而且分子的大小可以忽略不计如同几何点一样。实际上理想气体是不存在的，不过在平常温度和压力下，许多简单气体，如氢、氮、氧等可以视为理想气体，因为气体在此条件下其分于彼此远离，分于间相互作用力微弱，可看作为零，又分子间平均距离远大于分子直径，故分子可视为不具有体积的质点。单位数量的气体温度升高（或降低）1℃时，所吸收（或）放出的热量，称为气体的单位热容量，或称为气体的比热。以符导c表示，比热的单位是焦／(千克·开)[J／(kg·K)]，是工质的一种热力性质。比热的概念最早内苏格兰化学家J。布莱克于18世纪提出的。物质从液态转变为汽态的过程。包括蒸发、沸腾。蒸发是在液体表面进行的汽化现象。在液体内部进行的汽化现象。在一定压力下，沸腾只能在固定温度下进行，该温度称为沸点。压力升高沸点升高。容器上部空间汽分子总数不再变化，达到动态平衡，这种状态称为饱和状态，饱和状态下的蒸汽称为饱和蒸汽；饱和状态下的水称为饱和水；这时蒸汽和水的温度称为饱和温度，对应压力称为饱和压力。蒸汽的温度高于相应压力下饱和温度，该蒸汽称为过热蒸汽。过热蒸汽的温度超出该蒸汽压力下对应的饱和温度的数值，称为过热度。把1Kg 饱和水变成1Kg 饱和蒸汽所需要的热量，称为汽化潜热或汽化热。随着压力的升高，饱和水和干饱和蒸汽差别越来越小，当压力升到某一数值时，饱和水和干饱和蒸汽没有差别，具有相同的状态参数，该点称为临界点。定容过程的气体压力与绝对温度成正比，即P1/T1=P2/T2。在定容过程中，所有加入气体的热量全部用于增加气体的内能。越努力，越幸运。这里是锅炉圈！大家好，我是刘亮亮(lbh890510)！容积不变，没有作功。如内燃机工作时，气缸里被压缩的汽油和空气的混合物被点燃后突然燃烧，瞬间气体的压力、温度突然升高很多，活塞还来不及动作，这一过程可认为是定容过程。在压力不变的情况下进行的过程，叫做定压过程。如水在锅炉中的汽化、蒸汽在凝汽器中的凝结。定压过程中比容与温度成正比即ひ1/T1=ひ2/T2 温度降低气体被压缩，比容减小；温度升高，气体膨胀，比容增大。定压过程中热量等于终、始状态的焓差。其T-S曲线为斜率为正的对数曲线。在温度不变的条件下进行的过程。P1ひ1=P2ひ2=常数，即过程中加入的热量全部对外膨胀作功；对气体作的功全部变为热量向外放出。在与外界没有热交换的情况下进行的过程，称为绝热过程。又叫等熵过程。汽轮机、燃气轮机等热机，为了减少热损失，外面都包了保温材料，而且工质所进行的膨胀极快，在极短的时间内还来不及对外散热，即近似绝热膨胀过程。31、热力系统(therma1 power system；steam/water flow system)实现热力循环热功转换的装置系统。各有关热力设备，按照生产过程中特定作用和功能，通过管道连接、组合构成的工作整体。热力系统应根据火力发电厂给定的任务和运行方式进行优化设计，作为选定锅炉、汽轮机的型式和容量，选配各种主要辅助机械和设备的容量、参数、台数，以及汽水管道的管径、阀门的型式和数量等的依据，以求取得在给定运行方式下的最佳匹配，达到较好的经济性、运行可靠性和灵活性，以及应付事故或异常工况的能力。32、热力学系统(thermodynamic system)热力学研究中作为分析对象所选取的某特定范围内的物质或空间，简称热力系。在特定场合下也简称系统。热力系以外的物质或空间统称为环境(或外界)。环境只相对于该热力系而言，环境中的某一部分同样可以划出来组成另一个热力系。热力系与环境之间的界限称为分界面——热力系边界。热力系与环境间的任何物质或能量交换，都体现在热力系的边界上。分界面可以是真实的或假想的，固定的或移动的。与环境之间既有物质又有能量交换的热力系统称为敞开系统或控制体。与环境之间只有能量交换，而没有物质交换的热力系统称为封闭系统。与环境之间没有热量交换的热力系称为绝热系统。与环境之间既没有能量交换，也没有物质交换的热力系称为孤立系统或隔离系统。33、热力循环(thermodynamic cycle) 工质从一个热力状态出发，经过一系列的变化，最后又回到原来的热力状态所完成的封闭的热力过程。一个热力循环如果其净功为正，也就是说，如果其总的效果是从热源吸收了热量，并对外作了功，则称该循环为正循环。一个热力循环如果其净功为负,也就是说，如果其总的效果是消耗了外功并向热源放出了热量，则称该循环为逆循环。38、热力学第零定律(zeroth law of thermodynamics)热力学中以热力学系统的热平衡为基础建立温度概念的定律。通常表述为：两个系统每个均与第三个系统处于热平衡，则这两个系统彼此也必处于热平衡。因为这个事实首先被C．麦克斯韦(Clark Micswell)规定为一个经验定律时，是在热力学第一定律建立之后，所以叫做热力学第零定律。第零定律表明，每个系统本身存在着一个衡量它们是否互相热平衡的宏观属性——温度。它只与系统的状态有关，是系统的一个状态参数。根据第零定律可以建立温度计测温。39、热力学第一定律(first 1aw of thermodynamics)热力学的基本定律之一，是能量守恒原理的一种表述形式。表述为：一种能量可以在热力学系统与环境之间进行传递，也可以与其他形式的能量相互转换，在传递与转换过程中能量的总值守恒不变，不会自行增加或减少。另一种表述是：不消耗能量就可以作功的第一类永动机是不可能实现的。它推广了力学领域的能量形式，把热能、内能与机械能等多种形式的能量都联系起来了。40、热力学第二定律(second law of thermo dynamics)热力学的基本定律之一，通常表述为，热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物体；也可表述为：两物体互相摩擦的结果使功转换为热，然而不可能将这摩擦热再转换为功，并且不产生其他影响。热力学第二定律是对热力学第一定律的重要补充。在一个高温热源和一个低温热源之间，由四个完全可逆的热力过程－等温吸热、等熵膨胀、等温放热和等熵压缩，所组成的热力循环。历史上是热力学第二定律的体现。由法国S.卡诺(Sadi Carnot)于1824年提出，是一种理想的热力循环。没有任何能量损失的理想循环。表述为：①在两个恒温热源之间工作的热机，它的效率不能超过卡诺热机的效率，②在两个恒温热源之间工作的所有卡诺热机，它们的效率都相等。43、热力学第三定律(third law of thermodynamics)热力学的基本定律之一，反映绝对零度及其邻近区域热现象的规律性，通常表述为：无论用什么方法，靠有限步骤不可能使物体的温度达到绝对零度。1906年德国化学家W．能斯脱(Walter Nernst)首先提出“热定理”，后经F.E.西蒙（Franz Eugen Simon）等人的发展，成为热力学第三定律的能斯脱—西蒙表述：当热力学温度趋于零时，凝聚系统在可逆等温过程中熵的改变随之趋于零。蒸汽动力装置的基本循环，工质在锅炉、汽轮机、凝汽器、给水泵等热力设备中吸热、膨胀、放热、压缩四个过程使热能不断地转变为机械能，这种循环称为朗肯循环。 研究热量传递规律的学科。传热是自然界和工程实践中普通存在的现象之一。热力学第二定律指出，热量总是自发地由高温传向低温，传热学正是研究这—现象的一门科学。基本传热方式有三种：热传导、热对流和热辐射。温度不同的物体各部分之间或温度不同的两物体间由于直接接触而发生的热传递现象，也称导热。热传导是从宏观角度进行现象分析的，即把物质看作是连续介质，各部分之间没有相对位移。热传导是热量传递的三种基本方式之一，对导热规律的研究是传热学的重要组成部分。导热理论的任务就是要找出任何时刻物体内各处的温度，即温度场，或各处的热流通量〔热流密度〕。导热的基本定律，表述为：在任何时刻连续均匀的各向同性介质中，各点就地传递的热流通量矢量q正比于当地的温度梯度，即式中λ是介质的热导率；grad T是温度梯度；负号表示热流通量矢量和温度梯度矢量共线但反向，都垂直于通过该点的等温面，即热流通量矢量朝着温度降低方向。它与热力学第二定律相符合。衡量物体导热能力的一个指标，其大小表示导热（隔热）性能的好坏。均由试验确定。在工程设计中，导热系数是合理选用材料的依据。影响不稳定导热过程的物理量，其数值大小表示物体传播温度变化的能力。它正比于物体的导热能力，反比于物体的蓄热能力。导温系数大材料在不稳定导热过程中温度变化快，达到温度均匀的时间短。否则，相反。导热系数与导温系数是两个既有区别又有联系的概念。导热系数仅指材料的导热能力，反映热流量的大小，而导温系数则综合考虑了材料的 导热能力和升温所需热量的多少，反映温度变化的快慢。稳定导热过程导温系数无意义，只有导热系数对过程影响；不稳定导热过程由于不断地吸热或放热，导温系数决定物体的温度分布。50、对流换热(heat transfer by convection；convective heat transfer)流体与温度不同的物体表面直接接触而产生的热量传递过程。它是热传导与热对流这两种基本传热方式综合作用的结果，也称对流放热。
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