轮机概论第一章热工知识

轮机概论IntroductiontoMarineEngineering课程简介[1]轮机概论IntroductiontoMarineEngineering轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[2]课程简介课件标识说明：(1)下划线红色粗体字表示必须牢固掌握的内容；(2)为增强视觉效果，带下划线蓝色粗体字与(1)等同；(3)粉红色黑体字表示专门术语；(5)★表示重点内容；(6)黑色字表示一般叙述。(4)绿色英语供参考；轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[3]轮机：是轮船上机器的总称，含义和船舶动力装置基本相同，分为以下几个部分：MarineEngineering:theengineeringconcernswiththemachineryandsystemsofships,including:课程简介1、主动力装置：主机、轴系、推进器等2、辅助动力装置：发电机组、配电设备、锅炉、压缩空气系sss统、甲板机械等；3、管路系统：泵、管系、热交换器、滤器、容器、阀门等。1.Mainpowerplant;2.Auxiliarypowerplant;3.Pipingsystem;轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[4]课程简介轮机部人员(Personnel)轮机长(ChiefEngineer,C/E)大管轮(SecondEngineer,2/E)二管轮(ThirdEngineer,3/E)三管轮(ForthEngineer,4/E)电机员(ElectricalEngineer,E/E)机工长(ChiefMotorman)机工(Motorman)加油(Oiler)见习生(Cadet)铜匠(Fitter)轮助

(Assistantengineer)实习轮机员

(Apprenticeengineer)俗称老轨二轨三轨四轨轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[5]课程简介轮机部人员(Personnel)职责(Responsibility)轮机部的全面管理，监督和指导轮机员工作轮机部日常管理，主机、轴系、舵机、冷库发电柴油机、燃油的管理等锅炉、防污染设备、甲板机械、空调、艇机轮机长(ChiefEngineer,C/E)大管轮(SecondEngineer,2/E)二管轮(ThirdEngineer,3/E)三管轮(ForthEngineer,4/E)电机员(ElectricalEngineer,E/E)机工长(ChiefMotorman)机工(Motorman)加油(Oiler)见习生(Cadet)铜匠(Fitter)轮助

(Assistantengineer)实习轮机员

(Apprenticeengineer)轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[6]课程简介轮机部人员(Personnel)值班(Watchkeeping)不值班1200-04000400-08000800-1200不值班辅机班、白班轮机长(ChiefEngineer,C/E)大管轮(SecondEngineer,2/E)二管轮(ThirdEngineer,3/E)三管轮(ForthEngineer,4/E)电机员(ElectricalEngineer,E/E)机工长(ChiefMotorman)机工(Motorman)加油(Oiler)见习生(Cadet)铜匠(Fitter)轮助

(Assistantengineer)实习轮机员

(Apprenticeengineer)轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[7]课程简介主要内容(Contents)2柴油机

(DieselEngine)3推进装置

(PropulsionPlant)4泵和马达

(Pump&Motor)5甲板机械

(DeckMachinery)6船舶系统

(ShipSystem)7船舶锅炉

(MarineBoiler)1热工知识

(Fundamentals)轮机概论IntroductiontoMarineEngineering第一章热工基础知识[8]第一章热工基础知识Chapter1FundamentalsofThermodynamics主要内容：本章主要介绍热工基础知识，包括热力状态参数、热与功的转换、水蒸气和湿空气的性质、传热的基本方式等。重点是理解和掌握基本概念。Abstract：Thischapterintroducesthefundamentalsofthermodynamics,includingtheparameters

of

thermodynamics,conversionofheatandwork,propertiesofwatervaporandwetair,patternsofheattransfer.Thekeypointistounderstandandmemorizethedefinitions.轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[9]一、工质第一章热工基础知识第一节热力状态参数Section1ParametersofThermodynamics热能动力装置(ThermalPowerPlant):

将燃料燃烧产生的部分热能转换为机械能的装置。例：柴油机、汽油机、燃气轮机、蒸汽轮机。工质(WorkingMedium):用来将热能转化为机械能的各种流动介质。工质应具有良好的膨胀性、流动性。(★★★★)

例：柴油机的工质是燃气，蒸汽轮机的工质是水蒸气。轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[10]二、状态参数(ParametersofThermodynamics)第一章热工基础知识状态参数：用来描述系统宏观特性的物理量。压力(Pressure,P)温度(Temperature,T)比容(Specificvolume,v)内能(Internalenergy,U)粒子热运动的动能和势能的和。焓

(Enthalpy,H)系统中能够做功的能量。熵(Entropy,S)物质微观热运动混乱程度的标志，热量转ssssssssssssssssssss化为功的程度基本状态参数(可测)(★★★★)

轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[11]1、压力

(Pressure,P)第一章热工基础知识压力：工质垂直作用在单位容器壁面或分界面上的力。国际单位：N/m2(Pa),MPa(106Pa)工程单位：kgf/cm2,bar英制单位：psi(bf/in2)1kgf/cm2=0.981×105Pa1psi=0.69×104Pa帕斯卡巴工程气压标准气压磅力/英寸2毫米汞柱米水柱(Pa)(bar)(at)(atm)(psi)(Torr)N/m210N/m2kgf/cm2760mmHg1bf/in2mmHgmH2O110-51.0210-50.9910-51.4510-47.510-31.0210-4压力单位换算表轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[12]第一章热工基础知识(1)大气压力pb(Atmosphericpressure)：纬度45度平均海平面上常年大气压力的平均值定义为标准大气压(atm)，其大小随纬度﹑高度﹑空气温度及水蒸气含量而变化。(2)绝对压力p(Absolutepressure)：

工质作用在容器壁面上的实际压力。(3)表压力pg(Gaugepressure)：

用压力表测得的数值，ssssssssssssssssssssssssssssspg=p-pb。(4)真空度pv

(Vacuum)：用真空表测得的数值，pv=pb-p。轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[13]第一章热工基础知识ppgapb大气压力0bpvp大气压力0pbpg=p-pbpv=pb-p工程计算中，取pb=0.1MPa,则p=pg+0.1MPa轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[14]第一章热工基础知识压力表真空压力表轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[15]2、温度

(Temperature,T)(★★★★)

第一章热工基础知识温度：表示物质冷热程度的状态参数。温度的数值表示方法ssssss叫做温标

(TemperatureScale)

。华氏温标

(Fahrenheit)：在标准大气压下，纯水冰点定为32度，沸点212度，两点间均分180等份，每份为1华氏度，记作1F，符号tF。摄氏温标

(Celsius)：在标准大气压下，纯水冰点定为0度，沸点100度，两点间均分100等份，每份为1摄氏度，记作1C，符号tC。开氏温标

(Kelvin)：摄氏零下273.15C为零度，每度的间隔与摄氏温标相同，记作1K

，符号TK。轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[16]第一章热工基础知识冷却水、燃油、滑油柴油机排气数字显示★★★★★轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[17]第一章热工基础知识3、比容和密度

(Specificvolume,density)比容：1kg的物质所占的容积，m3/kg。V-容积，m-质量密度：1m3的物质所具有的质量，kg/m3。，轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[18]第一章热工基础知识4、理想气体状态方程

(Idealgasstateequation)R-气体常数(Gasconstant)理想气体(Idealgas)

：又称完全气体，假想的、理想化的气体模型，气体的分子是一些弹性的、本身不占有体积的质点，且分子相互之间不存在作用力。完全符合下述方程：工程上，空气、柴油机的燃气、空气中的水蒸气等，可按理想气体进行计算。轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[19]第一章热工基础知识第二节热与功Section2HeatandWork一、热量热量(Heat,Q)：系统和外界由于温度差而通过边界传递的sssssssssssssss能量。外界给系统加热，Q+；系统对外界sssssssssssssss放热，Q-。1kJ=0.2388kcal=0.984BTU(BritishThermalUnit)

1kcal:标准大气压，1kg纯水,14.5C15.5C1BTU:标准大气压，1b纯水,59.5C60.5C轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[20]二、功和功率(Work,Power)第一章热工基础知识功(Work)：当封闭系统通过边界和外界之间发生相互作用时，如果外界的唯一效果是升起重物，则系统对外界作了功；反之，如果外界的唯一效果是降低重物，则外界对系统作了功。1kgf·m=9.8N·m=9.8J功率

(Power)：单位时间内所做的功。1ps=0.735kW

(★★★★)

ps-工制马力，hp-英制马力,1ps=0.986hp轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[21]三、热效率(Thermalefficiency)第一章热工基础知识热效率：效果与代价之比。内燃机工作系统W-机械功Q1-从高温热源吸收的热量Q2-传给低温热源的热量最理想循环、即热效率最高的循环是卡诺循环

(Carnotcycle)

η<100%T1-高温热源温度，T2-低温热源温度轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[22]第一章热工基础知识第三节水蒸气与湿空气Section3WaterVaporandWetAir一、水蒸气的性质饱和温度(SaturationTemp.)：一定压力下水开始沸腾的温度称为该压力下的饱和温度。1atm,100C;2atm,200C。特点：饱和温度随压力的变化而变化，压力越高对应的饱和温度越高。饱和压力(SaturationPres.)：一定温度下压力达到某一定值时水开始沸腾的温度称为该温度下的饱和压力。特点：仅与温度有关，温度越高饱和压力越高。过热蒸汽(Superheatedsteam)：水在等压加热沸腾汽化完毕后，再加热蒸汽，温度升高而压力不变，这样的蒸汽称过热蒸汽。轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[23]第一章热工基础知识过热度(Degreeofsuperheat，t)：过热蒸汽的温度t与饱和温度ts之差,即△t=t-ts。二、湿空气湿空气

(Wetair)

：含有水蒸气的空气。饱和空气

(Saturatedair)

：空气中所含水蒸气量已经达到最大限量，称这时的空气为饱和空气。否则称为未饱和空气。相对湿度

(Relativehumidity，)

：一定温度下，1m3湿空气中所含水蒸气量与1m3饱和空气中所含水蒸气量的百分比。干空气=0%，饱和空气=100%。(绝对)湿度

(Absolutehumidity)

：一定体积的空气中含有的水蒸气的质量，g/m3。露点

(Dewpoin