[研究生入学考试]热能与动力工程专业导论 第二讲1

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1、Introduction to Thermal Energy and Power Engineering饶国燃饶国燃ransan163 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4一、能源的重要性 在工业、农业、交通、国防、日常生活中具有重要作用。当代社会最广泛使用的能源是煤炭、石油、天然气和水力，特别是石油和天然气的消耗量增长迅速，已占全世界能源消费总量的60左右。但是，石油和天然气的储量是有限的，许多专家预言，石油和天然气资源将在40年、最多5060年内被耗尽，而煤炭资源虽然远比石油和天然气资源丰富，

2、但是直接应用煤炭严重污染环境，因此亟需研究把煤炭转化成为气体或液体燃料的技术。将日前的以化石能源为基础的常规能源系统，逐步过渡到持久的、多样化的、可以再生的新能源系统。以避免能源危机的出现。51、能源：能够为人类提供某种形式能量（机械能、热能、电能、化学能等）的自然资源及其转化物。或者说是能量的来源称为能源。如太阳能、风能、化石燃料、水力等。2、能源的分类：（1）按能源的生成方式分：一次能源和二次能源（2）按能源在当代社会中的地位分：常规能源和新能源。（3）按能否再生分（对一次能源）：可再生和非再生能源。（4）按其来源分（对一次能源） ：来自地球以外天体的能源：太阳能、风能、水能、生物质能来自

3、地球内部的能源：地热能地球一其它天体的作用产生的能源：潮汐能6柴草时期煤炭时期石油时期常规能源向新能源的过渡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。是和电子流动与累积有关的一种能量。_ _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

4、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。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 1）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 1）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 1）蒸汽动力循环蒸汽动力循环能量转换系统（能量转

5、换系统（1 1）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 1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汽火力发电站系统图火力发电站系统图2 2加加热热器器再热器再热器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 2）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 2）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

6、气轮机发电示意图燃气燃气- -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轮燃气轮机机发电机发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制冷循环制冷循环能量转换系统（能量转换系统（3 3）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温吸收低温处的热量处的热量向外界环向外界环境散失热境散失热量量MM锅锅 炉炉主要动力装置（主要动力装置（1 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

7、锅炉亚临界锅炉亚临界锅炉超临界锅炉超临界锅炉低于1718 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锅锅 炉炉主要动力装置（主要动力装置（1 1）锅锅 炉炉主要动力装置（主要动力装置（1 1）锅锅 炉炉主要动力装置（主要动力装置（1 1）锅锅 炉炉主要动力装置（主要动力装置（1 1）汽轮机汽轮机主要动力装置（主要动力装置（2 2）汽轮机汽轮机主要动力装置（主要动力装置（2 2）汽轮机汽轮机主要动力装置（主要动力装置（2 2）汽轮机汽轮机主要动力装置（主要动力装置（2 2

8、）泵和风机泵和风机主要动力装置（主要动力装置（3 3）泵和风机泵和风机主要动力装置（主要动力装置（3 3）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 4）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 4）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 4）水轮机水轮机主要动力装置（主要动力装置（5 5）内燃机内燃机主要动力装置（主要动力装置（6 6）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 7）热能动力工程的理论基础（热能动力工程的理论基础（1 1）工程热力学工程热力学工程热力学是热能动力工程专业的一门骨干专业基础课;主要研究热能与机械能之间相互