2022年《发电厂动力设备》教案 2

1、湖北水利水电职业技术学院教 师 授 课 教 案课程名称：发电厂动力设备 2022 年至 2022 年第 2 学期第 7 次课班 级： 07 发电厂 1、2 编制日期： 20 08 年 4 月 8 日教案单元 章节）：第三章 水蒸气及蒸汽动力循环 3.1 饱和温度和饱和压力 3.2 等压下水蒸气地势成过程目地要求： 1、明白饱和温度和饱和压力地概念 2、懂得等压下水蒸气地势成过程学问要点： 1、饱和温度和饱和压力 2、水蒸气地势成过程 3、水蒸气等压形成过程在p-v 图和 T-s 图上地表示技能要点： 通过试验及图表进行水蒸气地热力运算教案步骤： 1、第一介绍饱和温度和饱和压力地概念 2、分析等

2、压下水蒸气地势成过程教具及教案手段：多媒体课堂教案；叙述、图示、分析、举例作业布置情形：课后分析与小结：授课教师：陈剑授课日期：20年月日教学内容板书或旁注第三章 水蒸气及蒸汽动力循环动力过程中常用地水蒸气作为热力发动机中地工质 ,其最基本地特点是离液体不远 .分子之间地相互作用力和分子本身所占有地体积都不能忽视 ,水蒸气不能当作抱负气体看待 ,它是实际气体 . 实际气体性质复杂 ,其状态参数间地关系不能用抱负气体地状态方程来描画 .在热力过程中 ,主要通过应用试验和运算所描画出来地图表来进行有关水蒸气地热力运算 . 3.1 饱和温度和饱和压力在一个密闭地容器中 ,对于工质 ,分子脱离表面地汽

3、化过程同时伴有分子回到液体中地凝聚过程 .肯定温度下 ,起初汽化过程占优势 .随着汽化地分子增多 ,凝聚过程加剧 .肯定程度时 ,汽化地分子数与凝聚地分子数处于动态平稳之中 ,而空间中蒸汽地分子数目不再增加 ,这种动态平稳地状态称为饱和状态 .在这一状态下地温度称为饱和温度 ,压力称为饱和压力 .饱和温度和饱和压力是一一对应地 . 处于饱和状态下地液态水称为饱和水 饱和蒸汽 . 3.2 等压下水蒸气地势成过程 一、水蒸气地势成过程,处于饱和状态下地蒸汽称为 1、未饱和水地等压预热阶段,被等压加热后 ,比体积稍有增大,熵增大 ,图中处于未饱和状态地水焓增大 .直至等压下地饱和水状态 所需要地热量

4、叫预热热 . .把未饱和水在等压下加热为饱和水 2、饱和水地等压汽化过程 饱和水和饱和蒸汽地混合物称为湿饱和水蒸汽,简称湿蒸汽；假如连续加热直至最终一滴水变为蒸汽 汽. ,这时气缸中地蒸汽称为干饱和蒸肯定量湿蒸汽中所含饱和蒸汽地质量与湿蒸汽地总质量之比称为干度 . 将饱和水在等压下加热成干饱和蒸汽所需要地热量称为汽化潜热 . 3、干饱和蒸汽地等压过热过程对干饱和蒸汽连续加热 ,并保持压力不变 ,蒸汽温度将上升 ,把温度高于饱和温度地蒸汽称为过热蒸汽 . 过热蒸汽地温度与饱和温度之差 ,称为过热度 . 教学内容.此阶段所需板书或旁注蒸汽过程中 ,比体积将连续增大,焓、熵也将连续增大要地热量称为过

5、热热. .饱和水等压加二、水蒸汽等压形成过程在p-v 图和 T-s 图上地表示在 p-v 图上 ,水蒸气形成地三个阶段是一条水平线热成干饱和蒸汽地汽化阶段既是等压又是等温,在 T-s 图上是一条水平直线 ,预热阶段和过热阶段都是随温度上升地一条近似于对数曲线 . 假如转变压力 p,就在 p-v 图、 T-s 图上会得到另外一条等压过程线.减小 ,过程线位于原过程线下方；增大 ,就位于原过程线上方 . 试验说明 ,随着压力地上升 ,汽化过程缩短 .压力越高 ,饱和水与干饱和蒸汽地参数越接近 ,差别也越小 ,当达到某一确定压力时 ,它们地区分完全消逝 . 总结：一点 ,临界点；二线 ,上界线与下界

6、线；三区 ,未饱和区下界线地左方、湿蒸汽区上、下界线之间、过热蒸汽区上界线地右方；五态 ,未饱和水状态、饱和水状态、湿饱和蒸汽状态、干饱和蒸汽状态、过热蒸汽状态 . 湖北水利水电职业技术学院教 师 授 课 教 案课程名称：发电厂动力设备 2022 年至 2022 年第 2 学期第 8 次课班 级： 07 发电厂 1、2 编制日期： 20 08 年 4 月 8 日教案单元 章节）：第三章 水蒸气及蒸汽动力循环 3.3 水蒸气地 h-s 图 3.4 蒸汽动力循环目地要求： 1、把握水蒸气地 h-s 图 2、懂得蒸汽动力循环地原理学问要点： 1、水蒸气地 h-s 图及热力过程 2、蒸汽地绝热节流 3

7、、郎肯循环、回热循环、中间再热循环、热电脸产循环技能要点： 通过试验及图表来进行水蒸气地热力运算教案步骤： 1、第一介绍水蒸气地h-s 图及相关过程、原理； 2、介绍蒸汽动力循环地几种过程教具及教案手段：多媒体课堂教案；叙述、分析、图示、举例作业布置情形：课后分析与小结：授课教师：陈剑授课日期：20年月日教学内容板书或旁注3.3 水蒸气地 h-s 图一、水蒸气地 h-s 图图中 C 为临界点 ,粗黑线 CA 为 x=0 地下界线 ,CB 为 x=1 地上界线 .上界线地上方是过热蒸汽区 ,下方是湿蒸汽区 . 1. 等压线群等压线是一簇呈发散状地线群.在湿蒸汽区内为直线,在过热汽区,所以在湿蒸内

8、为向上翘地曲线.等压线沿熵增地方向是渐扩地. 2. 等温线群 在湿蒸汽区 ,由于饱和温度和饱和压力是一一对应地汽区内等温线与等压线是重合地. 3. 等容线群4. 等干度线x=0 下界线）至x=1 上界线）地等分点连接而它是等压线上由成地 . 二、水蒸气地热力过程蒸汽地基本热力过程也是等容、等压、等温顺绝热 4 种.其中 ,等压和绝热过程应用得最多 . 在 h-s 图上确定一个热力过程时 ,可按以下步骤进行：1）由已知初参数确定过程地初始状态点 . 2）依据过程特点确定过程地走向 . 3）由过程终参数确定过程地终点状态点 . 4）依据热力学第肯定律运算能量转换 . 三、蒸汽地绝热节流蒸汽在管道中

9、流淌时 ,遇到阀门、孔板等面积突然缩小地地方 ,由于局部阻力很大使蒸汽地压力下降 ,这种现象称为节流 . 节流过程中工质流经缩口地时间极短,来不及和外界发生热量交换,故可将节流看成是绝热过程 ,称为绝热节流 . 绝热节流过程地基本特性：1、蒸汽通过节流孔板时由于通道截面突然减小 降低 ,焓削减 ,并相伴着肯定地摩阻缺失,流速增加 ,压力 .通过缩口后通道截面扩大 ,流速又慢慢降低,焓也逐步增加 .可见 ,焓随着流速而变. 2、一般情形下流速变化不大 ,故焓变化也不大程中 ,节流前地焓和节流后地焓相等 . ,即在绝热节流过试验说明 ,蒸汽通过节流后 ,压力降低 ,温度降低 ,而且做功能力也降低

10、.在肯定地出口压力 pn 下,蒸汽做功量将削减 h,这部分缺失称为节流缺失 . 教学内容. 板书或旁注3.4 蒸汽动力循环蒸汽动力循环是指采纳蒸汽作工质地动力循环一、郎肯循环1、郎肯循环地装置系统图 图 3-9）2、郎肯循环在 p-v 图和 T-s 图上地表示 图 3-10）3、郎肯循环地热效率w 0 h 1h 2h 4h 3t,Rq 1h 1h 44、提高循环热效率地方法1）提高蒸汽初参数t1、p1；2）降低乏汽压力. 二、回热循环利用部分汽轮机中间抽汽加热锅炉给水地循环称为回热循环. ,1、回热循环装置图图 3-11）2、回热循环地分析优点）1）效率较同参数地郎肯循环高. 2）削减了锅炉地

11、总负荷,因而削减了高温受热面,节约了部分耐高温地金属材料. 3）使凝汽器地换热面积削减,节约铜材 . 4）确定合适地回热级数,使技术和经济层面都得到最大化. 三、中间再热循环图 3-12）所谓中间再热循环,就是将汽轮机高压缸做功后地蒸汽全部引出进入到锅炉再热器中再次等压加热,使蒸汽温度回复到初温或略高于初温,然后再全部引回汽轮机地低压缸连续膨胀做功,最终排入凝汽器. 四、热电联产循环 既发电又供热地热力循环称为热电联产循环电厂称为热电厂 . .采纳热电联产循环地热电联产循环大体上可分为两种类型：背压式汽轮机供热系统和 调剂抽汽式汽轮机供热系统 . 湖北水利水电职业技术学院教 师 授 课 教 案

12、课程名称：发电厂动力设备 2022 年至 2022 年第 2 学期第 9 次课班 级： 07 发电厂 1、2 编制日期： 20 08 年 4 月 8 日教案单元 章节）：第四章 传热学4.1 导热 4.2 对流换热 4.3 热辐射目地要求： 1、明白传热地几种基本过程 2、明白几种传热过程地原理及公式学问要点： 1、导热 2、对流换热 3、热辐射技能要点： 培育同学讨论发电厂生产过程中热力传递规律地才能教案步骤： 1、分别介绍几种不同传热过程地原理； 2、分析传热过程中公式地含义 . 教具及教案手段：多媒体课堂教案；叙述、分析、图示 . 作业布置情形：课后分析与小结：授课教师：陈剑授课日期：2

13、0年月日教学内容.工板书或旁注第四章传热学传热学是讨论热量传递规律地科学. 凡是有温差地地方就有热量自发地由高温物体向低温物体传热程中地传热问题可以分为两种类型：一是增强传热,即提高换热设备地传热才能 ,或在满意传热量地前提下使设备尺寸尽量减小；另一种是削弱传热 ,即减小热缺失或保持设备内相宜地工作温度 . 为学习和讨论便利 ,将传热分成 3 种基本形式：导热、对流换热和热辐射 .实际地传热过程中往往不是以某一种单一地势式显现 ,而是这 3种基本方式地复杂组合 . 4.1 导热一、导热定义：导热是指物体内部或接触物体之间由于存在温差而产生地热量传递现象 . 二、傅里叶定律 图 4-1）法国数学

14、家傅里叶在讨论固体导热现象时指出：单位时间内传递地热量 Q 与平壁两边地温差 t 1t2）、平壁地面积 A 成正比 ,而与平壁地厚度 成反比 ,即QAt1t2式中： 是比例系数 ,称导热率 ,又称导热系数 . 单位时间内通过某一给定面积地热量称为热流量,记为 Q,单位板书或旁注为 W.单位时间内通过单位面积地热流量称为热流密度 位为 W/m 2. ,记为 q,单qQt1t2t1t2A式中： / 称为导热热阻R. 导热系数是表征材料导热性能优劣地参数,是一种物性参数,其单位为W/m K）.不同材料地导热系数数值不同,并且仍与温度、结构、密度和湿度等因素有关. 教学内容4.2 对流换热 一、对流换

15、热过程 定义：对流是指流体各部分之间发生相对位移时所引起地热量 传递过程 .对流换热过程地热量传递是靠两种作用完成地 ,一方面是流 体与壁面直接接触地导热及流体之间地导热作用；另一方面仍包括流 体内部地对流传递作用 . 二、牛顿冷却公式流体被加热时：q = t1t2）, oC.假如把温差记为 t,流体被冷却时：q = t2t1）式中： t1 及 t2 分别为壁面温度和流体温度并商定永久取正值,就牛顿冷却公式可表示为q = t Q=A t 2K）. 式中：比例系数 为对流传热系数,W/m三、影响对流换热地因素 通过公式 4-5、4-6 我们可以看出影响表面传热系数有种种复杂因素,且依据理论分析及

16、试验方法给出了表4-1 中几种对流换热过程表面传热系数数值地大致范畴.详细影响对流换热地因素,可归纳为：1. 流体产生运动地缘由 2. 流体地流态3. 流体地物理性质 4. 换热面地几何因素5. 相态变化4.3 热辐射一、热辐射 定义：热辐射是一种由物体表面直接向外界发射可见和不行见射线,在空间传递能量地现象.在能量传递过程中相伴有能量形式地变化 ,即热能与辐射能之间地变化. 板书或旁注如辐射到某物体上全部辐射能量为Q,其中被吸取地能量为QA；反射地能量为QK；穿透地能量为QD,就 Q=Q A+Q D+QR QA/Q+Q D/Q+Q R/Q=A+D+R=1 当 A=1 时,表示能够全部吸取辐射

17、能地物体,称为黑体；当R=1 时,表示能够全部反射辐射能地物体,称为白体或镜体；当D=1 时,表示能够全部穿透地物体,称为透过体 . 教学内容二、热辐射地基本定律 物体在单位时间内 ,单位面积上所发出地辐射能叫做辐射力 ,用 E 表示 .在同温度下黑体地辐射力用 E0 表示 . 黑体在单位时间内发出地热辐射热量由斯忒藩玻尔兹曼定律 揭示：E 00 T4,式中： T 为黑体地热力学温度,K ；0 为斯忒藩玻尔兹曼常量其值为 5.67 10-8W/m2K4）. 一切实际物体地辐射才能都小于同温度下地黑体,实际物体地辐射力和同温度下黑体地辐射力地比值称为实际物体地黑度 EE 0,用符号 表示由此可见

18、 ,黑度是表示物体辐射力接近黑体辐射力地程度 ,是分析和运算热辐射地一个重要数据 .黑度地大小取决于物体本身地属性和表面地光滑程度 . 湖北水利水电职业技术学院教 师 授 课 教 案课程名称：发电厂动力设备 2022 年至 2022 年第 2 学期第 10 次课班 级： 07 发电厂 1、2 编制日期： 20 08 年 4 月 8 日教案单元 章节）：第四章 传热学 4.4 传热过程 4.5 热交换器目地要求： 1、懂得传热过程地基本原理 2、明白不同形式地热交换器学问要点： 1、传热过程 2、混合式换热器 3、储热式换热器 4、表面式换热器技能要点： 培育同学讨论发电厂生产过程中热力传递规律

19、地才能教案步骤： 1、分析传热过程地基本方式 2、分析各种不同形式地换热器结构、原理教具及教案手段：多媒体课堂教案；叙述、分析、图示；作业布置情形：课后分析与小结：授课教师：陈剑授课日期：20年月日教学内容板书或旁注4.4 传热过程一、传热过程,常常是几种基本换热方式同时起作用地. 实际地热交换过程中例：各类热力设备和电气设备表面地散热既有表面与空气间地自然对流 ,又有与四周冷表面间地辐射换热 . 几种热量传递方式同时起作用地换热过程叫做复合换热 . 工程中地实际情形往往比复合换热更为复杂 . 例如 , 对流换热导热对流及辐射换热暖气片：热水管子内壁管子外壁 室内环境辐射及对流换热 导热 对流

20、换热省煤器：烟气 管子外壁 管子内壁 水凝聚换热 导热 对流换热凝汽器：蒸汽 管子外壁 管子内壁 水定义：热量由热流体通过固体壁面传递给冷流体地过程叫做传热过程 .导热、对流或辐射只是一般传递过程中地局部传热方式 . 传热过程规律：在稳固地传热过程中 ,当两种流体地温差肯定时 , 传热面积越大 ,所传递地热量就越多；在同样地传热面积下 ,两种流体地温差越大 ,传热量也越多；而在肯定地传热面积和温差下 ,传热量地多少就取决于传热过程本身地剧烈程度 . 稳固传热过程中地传热量可表示为：Q=KA t 式中： K 为传热系数 ,用来表示传热过程地强弱程度 . 假如表示成热流密度地势式 ,就可改写为q

21、QA K t 1 tK式中： 1/K 称为热阻 ,传热系数越大 ,热阻就越小 ,传热量就越多 . 二、传热过程地增强与减弱 由传热基本方程 Q=KA t 可以看出 ,传热量由3 个因素打算 ,即冷、热流体间地温差,传热面积A 和传热系数K.转变其中任何一因素都会对传热带来影响.详细途径为： 一）增强传热 1. 提高传热系数K A 教学内容板书或旁注2. 增大传热面积3. 增加传热温差 t 二）减弱传热4.5 热交换器将热量从热流体传递给冷流体地设备称为换热器 . 一、混合式换热器 图 4-3）在这种换热器中 ,热流体与冷流体依靠直接接触和相互混合来进行热量交换 .其具有传热速度快、效率高、设备

22、简洁等优点 .如活力发电厂中地除氧器、冷水塔和喷水式蒸汽减温器 . 二、储热式换热器 图 4-4）在这种换热器中 ,热流体与冷流体先后交替地流过同一换热面 .其优点是结构紧凑 ,节约金属 ,一般用于放热系数不大地气体之间地传热 . 三、表面式换热器 图 4-5）在这种换热器中 ,热流体通过固体壁面将热量传给流体 ,而热流体与冷流体互不接触 .如火力发电厂中地过热器、再热器、省煤器、管式空气预热器、表面式蒸汽减温器、冷油器等 . 因两种流体地流向不同 ,流体可形成几种流淌方式：顺流、逆流、叉流顺流和逆流是冷、热流体在表面式换热器中地两种最基本地流淌方式 .对表面式换热器运算时 ,可采纳 Q=KA

23、 tm,式中： tm 为平均温度差 , oC. 传热平均温度差 t m可采纳两种方式进行运算 . 算术平均温度差为对数平均温度差为mint m1tmaxtmin2tmtmaxttlnmaxtmin湖北水利水电职业技术学院教 师 授 课 教 案课程名称：发电厂动力设备 2022 年至 2022 年第 2 学期第 11 次课班 级： 07 发电厂 1、2 编制日期： 20 08 年 4 月 8 日教案单元 章节）：第五章 流体力学目地要求： 1、明白流体地基本性质2、懂得流体静力学、动力学基本原理学问要点： 1、流体地基本性质 2、流体静力学 3、流体动力学技能要点： 培育同学讨论流体平稳和机械运

24、动规律以及运用规律解决实际工程问题地能力教案步骤： 1、介绍流体地基本性质 2、逐步分析流体静力学、动力学基本原理教具及教案手段：多媒体课堂教案；叙述、分析、图示. 作业布置情形：课后分析与小结：授课教师：陈剑授课日期：20年月日教学内容板书或旁注第五章流体力学5.1 流体地基本性质 一、流体基本物理性质1. 惯性 惯性就是物体保持原有运动状态地特性.流体地惯性只有在运动状态转变时才显示出来.惯性地大小与流体地质量成正比. 2. 压缩性与膨胀性 温度维护不变 ,压力增大是 ,流体体积会缩小地性质称为流体地压 缩性 .压力维护不变 ,温度上升 ,流体地体积会增大地性质称为流体地膨胀性 . 3.

25、粘滞性 流体流淌时 ,流体质点之间存在着相对运动,就质点之间便产生一种内摩擦力来抗击相当运动 ,这种抗击相对运动地特性称为流体地粘滞性,这种内摩擦力称为粘滞力 . 二、作用在流体上地力1. 表面力 表面力是指作用在流体表面上地力.表面力可以是作用在液体外表面上地外力 ,也可以是作用在液体内部任一表面地内力 .内力是由于液体质点之间相互作用而产生地 ,一种是与液体表面相垂直地法向力 ,另一种是与流体表面相切地切向力 . 2. 质量力质量力是指作用在流体内部每一个质点上地力 成正比 .质量力有两种 ,即重力及惯性力 . 5.2 流体静力学基本原理.大小与流体地质量一、静压力及其特性 流体处于平稳状

26、态时某点地压力称为该点地静压力,用 p 表示 . 特性： 1）任意一点地静压力大小在各个方向上都相等 关. 2）静压力地方向垂直并指向作用面. 二、静压力基本方程式图 5-1）p 0AghApA0,与作用面地方位无教学内容板书或旁注整理得pp0gh说明： 1）在静止地流体中,任意一点地静压力p 由表面压力p0和质量力 gh 两部分组成 . 2）在重力作用下地流体内部地压力p 随深度h 按直线关系变化 ,作用点位置置h 越深 ,静压力 p 就越大 . 3）在重力作用下流体中深度h 相同地各点静压力相同,此面为等压面 . 三、静压力基本方程式地意义 1. 物理意义 图 5-2）,相对于选定地基准面,单位总比能是一个静止液体中地一个切点常数 ,但各点地比位能和比压能可以相互转换总和不变） .距自由表面愈深地点压力愈大 ,比压能愈大 ,比位能愈小 . 2. 几何意义在静止地液体中,各点地静力水头是永久相等地,位置水头和压力水头可以相互转换. 5.3 流体动力学基本原理一、流体动力学地基本概念