工程热力学第8讲第4章2典型过程装备中的热力过程.pptVIP

SHL锅炉构造 第六十二页，共八十八页。 锅炉的工作原理 水 汽 煤 灰 风 第六十三页，共八十八页。 蒸发受热面循环回路示意图 自然循环锅炉 锅筒（汽包）是锅炉中最重要的受压元件，其作用为：连接上升管和下降管组成自然循环回路，接受从省煤器来的给水，同时向蒸汽过热器输送饱和蒸汽。 锅筒中储存有一定量的饱和水，所以锅炉短时间的供水中断，不会立即发生锅炉事故。另外起缓冲气压的作用。 锅筒内部装置可净化蒸汽，获得品质良好的蒸汽。 第六十四页，共八十八页。 锅炉热力过程分析 定压预热 定压汽化 定压过热 第六十五页，共八十八页。 4.6.2 叶轮式压气机工作原理 轴流式 离心式 机械能——?增加动能—??压力增加 叶片 扩压管 第三十页，共八十八页。 活塞式和叶轮式压气机的比较 活塞式压气机的特点： 单位时间内产气量小 间隙性的吸气和排气 余隙容积的影响 叶轮式压气机的特点： 转速比活塞式压气机高 能连续不断地吸气和排气 每级的增压比小 容易造成较大的摩擦损耗 第三十一页，共八十八页。 叶轮式压气机的热力过程 特点：速度极高?绝热压缩 分析： 从热力学观点出发，尽管活塞式和叶轮式的结构和工作原理都不同，但压缩过程中气体的状态变化本质上是一致的。 0 ) 2 1 0 2 = D = g w q （ 且 第三十二页，共八十八页。 叶轮式压气机的热力过程 1. 理想压缩过程：定熵压缩过程1－2s 第三十三页，共八十八页。 叶轮式压气机的热力过程 2. 实际压缩过程：不可逆绝热压缩1－2’ 第三十四页，共八十八页。 叶轮式压气机的评价指标 用绝热内效率评价叶轮式压气机 若为理想气体，且比热容为定值时 叶轮式压气机的实际效率 第三十五页，共八十八页。 4.7 膨胀机中的热力过程 膨胀机是利用压缩气体膨胀降压时向外输出机械功使气体温度降低的原理以获得冷量的机械。 膨胀机常用于深低温设备中。 膨胀机按运动形式和结构分为两类： 活塞膨胀机 主要适用于高压力比和小流量的中小型高、中压深低温设备。分立式和卧式两种，采用较多的是立式结构。 透平膨胀机 与活塞膨胀机相比，具有流量大、结构简单、体积小、效率高和运转周期长等特点，适用于大中型深低温设备。 第三十六页，共八十八页。 膨胀机应用 核反应堆 锅炉 汽轮机 t=320 ℃ 1 2 或2’ 3 4 冷凝器 第三十七页，共八十八页。 立式活塞膨胀机 活塞膨胀机由于存在进、排气阀流动阻力、不完全膨胀、摩擦热、外热与内部热交换等引起的冷量损失，一般绝热效率为：高压膨胀机65～85％，中压膨胀机60～70％。 60年代，采用加填充剂的聚四氟乙烯密封元件代替用油润滑的金属制密封元件，避免润滑油带入深低温精馏区或液化区，保证了安全。 第三十八页，共八十八页。 活塞膨胀机工作原理 活塞膨胀机的工作原理与活塞压气机基本相同，只是作用相反。 为减小活塞膨胀机尺寸，常采用不完全膨胀。 为使一次循环能回收较多的功，压缩过程常采用不完全压缩。 第三十九页，共八十八页。 透平膨胀机 以气体膨胀时速度能的变化来传递能量的膨胀机。 该种膨胀机有单级和双级、立式和卧式、冲动式和反动式之分。一般采用单级向心径流反动式 透平膨胀机由于有喷嘴损失、叶轮损失、余速损失、轮盘摩擦损失、泄漏损失、窜流损失和外热侵入损失,一般绝热效率为:中压膨胀机65～75％，低压膨胀机75～85％。 60年代已制成带液膨胀机，大多用于天然气分离设备。 第四十页，共八十八页。 透平膨胀机工作过程 压缩气体从高压p1、温度 T1状态在膨胀机中作等熵膨胀至低压p2。 实际工作过程中，因为有若干能量损失，气体膨胀时不可能达到状态 2，而只能达到状态2’。 故绝热效率是指膨胀机在膨胀过程中实际焓降与等熵焓降之比。一般膨胀机绝热效率为60～85％。 第四十一页，共八十八页。 节流膨胀与定熵膨胀的关系 节流膨胀：高压流体经过节流阀后迅速膨胀到低压的过程。 特点：等焓过程 微分节流效应： 理想气体在节流过程中温度不发生变化。 真实气体节流效应取决于气体的状态，在不同的状态下节流，具有不同的微分节流效应值。 第四十二页，共八十八页。 节流膨胀与定熵膨胀的关系 定熵膨胀特点：等熵过程 微分等熵温度效应： 等熵膨胀与气体的属性及状态无关，对任何气体、任何状态都可产生制冷效应。这与节流膨胀不同。 ∴μS恒大于0 第四十三页，共八十八页。 节流膨胀与定熵膨胀的关系 这就说明了在相同条件下等熵膨胀系数大于节流膨胀系数,因此由等熵膨胀可获得比节流膨胀更好的致冷效果。 ∵ 任何气体均有V0 Cp0 ∴ 恒大于零. 第四十四页，共八十八页。