热能与动力工程基础考点整理

热能与动力工程基础复习题

1.锅炉参数及各受热面作用，过热器与再热器区别

1）锅炉参数是指锅炉的容量，出口蒸汽压力、蒸汽温度和进口给水温度。 锅炉的容量：用额定蒸发量来表示，是指锅炉在额定的出口蒸汽参数和进口给水温度以及在保证效率的条件下，继续运行时所必须保证的蒸发量，单位为t/h或kg/s，也可以用于汽轮机发电机组配套的功率表示为KW或MW。

锅炉出口蒸汽压力和温度：是指锅炉主汽阀出口处（或过热器出口集箱）的过热蒸汽压力和温度。

进口给水温度：是指省煤器进口集箱处的给水温度。（P33）

2）炉膛水冷壁：水冷壁是主要的蒸发受热面，有水循环回路的上升管组成，同时具有保护和减轻炉腔的作用。

过热器：将过路的饱和蒸汽进一步加热到所需过热蒸汽温度的部件 再热器：布置在锅炉中加热从汽轮机引回来的蒸汽

省煤器：充分利用锅炉尾部烟气温度来加热给水，提高进入锅炉的水温，同时把离开锅 炉的烟气温度进一步降低。这样可以提高锅炉效率，节省材料。

空气预热器：利用烟气的热量来加热燃烧物质所需空气的热交换设备。（p51） 3）作用不同：过热器：将过路的饱和蒸汽进一步加热到所需过热蒸汽温度的部件。再热器：布置在锅炉中加热从汽轮机引回来的蒸汽

传热方式不同：过热器可分为对流式、辐射式和半辐式。再热器通常都是对流式。（此后半题为比较题，详情请见p53）

2.煤的种类及元素分析、工业分析

煤的种类：无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤。

通过煤的元素分析可以确定其碳、氢、氧、氮、硫以及灰分、水分的含量。在在表征煤的化学组成时还常采用工业分析。工业分析数据包括可燃质、水分和灰分，还可将可燃质分为挥发分（V）和固定碳（FC）两部分(此处有一张图，详见P35),此外，工业分析还采用发热量Q作为参数。

煤的元素分类核工业分析应严格按照国家标准（GB483-87）执行，并可用几种基准表来表示。它们是：已收到状态为基准的收到基（ar），以风干状态即失去外在水分为基准的空气干燥基（ad），已取出全部水分为基准的干燥基（d）和以去除全部水分、灰分为基准的的干燥基（daf）.四种基可以相互转换（详情请见p35/36）

3.锅炉热平衡及热效率

锅炉的热平衡：是指输入锅炉的热量与锅炉输出热量之间的平衡。（详情请见p38） 锅炉的热效率：锅炉的总有效利用热量占据锅炉输入热量的百分比。锅炉的热效率的计算方法有两种：正平衡法和反平衡法。（详情请见P39）

4.煤的三种燃烧方式及分级配风原因。(此处题目可能有错误，应该为分段送风原因) 煤的三种燃烧方式：1.层燃2.悬浮燃烧3.沸腾燃烧(详情请见p39)

分段送风原因：如果炉排下送入的空气不加控制，即所谓统仓均匀送风，那么路牌中间部分

燃烧过程的炽烈阶段将得不到足够的空气，而炉排前后两段供应的空气量又会远远大于需要的量，致使炉内总的过量空气系数过高，降低了炉膛温度，增大了未完全燃烧和排烟损失。为了向燃烧炽烈的炉排中部送入足够数量的空气，并相应减少送至尚未开始燃烧的新煤区和炉排末端燃尽区的空气量。为此，就必须将炉排下面的风室隔成几段，每段装有单独调节的 风门，根据炉排上煤层燃烧的需要对送风进行分节调节，这叫做分段送风。（此处有一张图，详情请见p41）

5.一次风、二次风及三次风作用。

一次风：携带煤粉的空气。将煤粉携带进入炉膛。 二次风：单纯的热空气，提供氧气。

三次风：采用中间储仓式热风送粉的制粉系统的煤炉粉也常将制粉乏气作为三次风送入炉膛。（p43）

6.煤粉燃烧器沿炉膛高度方向采用均等配风和分级配风布置原因。 均等配风布置方式：一般用于挥发分含量高易于着火的烟煤和褐煤，因为一次风中携带的煤粉较易着火，希望在着火后迅速与相近的二次风喷射嘴射出的空气流混合，是火炬根部不致缺氧而导致燃烧不完全。这种情况下一、二次风喷嘴常交替间隔排列，各喷嘴边缘的上下间距较小，沿高度间隔排列的各二次风喷嘴的风量分配接近均匀。

分级配风：分级配风方式一般用于较难着火的贫煤。劣质烟煤和无烟煤，除了常在燃烧器区的炉膛水冷壁上辐射耐火材料做成卫燃带，以提高煤粉着火区的温度外，希望推迟一、二次风的混合，以保证在混合前一次风中的煤粉的较好的着火条件。为此，几个一次风喷嘴相对集中在一起并靠近燃烧器下部，一、二次风喷嘴上下边缘的间距较大。（此处有一图，见p47）

7.燃煤锅炉污染物种类及控制方式

燃烧锅炉污染物种类：二氧化硫、氮氧化合物、二氧化碳、可吸入颗粒物和重金属元素。 二氧化硫的控制：脱硫。

1)燃烧前对燃料进行脱硫：洗涤技术

2）燃烧中脱硫：脱硫剂吹入法、流化床燃烧以及型煤技术。 3）烟气脱煤（详情请见P68） 氮氧化合物的控制：

一次措施，通过各种技术手段，控制燃烧过程中氮氧化合物的排放量

1）二次措施，将已经生成的氮氧化合物通过各种手段从烟气中脱除掉，从而降低氮氧化合物的排放量，也称为烟气脱硝。 二氧化碳的控制： 1）提高能源效率 2）利用生物质燃烧

3）对生成的二氧化碳进行埋藏和固化处理

可吸入颗粒物和重金属元素的控制：

可吸入颗粒物的排放控制主要是采用高效除尘器（P68）

8.自然循环锅炉、强制循环锅炉及直流锅炉汽水循环系统特点（此处题可能有错，应为控制 循环锅炉）

蒸汽锅炉按照水或水蒸气循环的动力的不同分为：自然循环锅炉，控制循环锅炉，直流锅炉。

自然循环锅炉：自然循环锅炉依靠回路中的水汽密度差而产生的压差来完成循环（p52） 直流锅炉：依靠水泵压头强制工质流动。（p52） 控制循环锅炉：在自然循环锅炉基础上发展起来的，主要特点是在下降管中增加了一只循环泵，以提高驱使工质循环的动力。（p58）

9.锅炉受热面并联管组工质热偏差产生原因及改进方法。

产生原因：1）烟气侧热负荷偏差；2）蒸汽侧屏间流量偏差；3）同屏热偏差

改进方法：1）蒸汽侧流量分布和烟气侧热负荷分布相匹配；2）减少同屏热偏差（p64）

10.锅炉低温受热面空气预热器类型及作用。 间壁式：常用的为管式空气预热器

蓄热式（再生式）：常用的为回转式空气预热器

作用：吸收烟气热量，是排烟温度降低并减少排烟热损失，提高锅炉效率；同时提高了燃烧空气的温度，有利于燃烧的着火、燃烧和燃尽，增强了燃烧稳定性并可提高锅炉燃烧效率；空气预热器还能提高炉膛内烟气温度，强化炉内辐射换热。

叶轮机械复习题2011

1何谓基元级？

基元级指，在某一直径（多数为平均直径），处取两个无限接近的相邻同心环形薄层所构成的一个可以略去各参数沿叶高变化的微元级。（P89）

2 反动度的定义是什么？

气流在动叶气道膨胀时的理想焓降与整个级的滞止理想焓降之比（P90）

3 级的相对内效率的定义是什么？

级的内焓降与级的理想能量之比称为级的相对内效率，简称级效率。

1kg工质所具有的理想能量中最后转变成轮轴内功的那部分焓降称为级的内焓降（P102）

4 涡轮叶栅内流动能量损失有哪些？主要由哪些原因引起？（P101） 涡轮叶栅中的流动损失分别由下列各部分组成：

a. 型面损失

1） 叶型表面所形成的边界层中的摩擦损失，以及可能由于边界层脱离所导致的能量损

失。

2） 有限厚度尾缘出口处，在栅后存在的漩涡以及不均匀气流掺混均化所形成的损失 3） 在流道中出现局部超音速气流时，激波和边界层相互作用时所引起的损失。 b. 端部损失

气流流过流道上、下两个端面时的摩擦损失

在靠近流道两个端部处形成的漩涡和边界层堆积所造成的二次流顺损失。 c. 附加损失

1） 由于叶栅旋转，在相对运动上的不稳定流动损失

2） 流线径向摆动引起的损失 3） 转子间隙内工质径向泄露损失 4） 由于结构因素所造成的额外损失

5多级汽轮机有何特点和哪些特殊问题？多级汽轮机中实现余速利用需要哪些条件？（P107）

多级汽轮机的特殊问题：重热问题、余速利用、级间漏气 实现余速利用的条件：1、相连两级的部分进气度相同。 2、相连两级的通流部分过渡应平滑

3、相连两级的轴向间隙要小，流量变化不大。 喷嘴的进气角应与前一级排气角一致。

6 汽轮机的内部损失有哪些？相对内效率如何定义？请在h-s图上表示。（P108）

内部损失是指汽轮机中与蒸汽能量形态转换有关的损失，包括级内损失、进排气机构损失、（进气机构中的节流损失，排气管中的压力损失）对再热机组还包括中压缸进气机构损失及中低压导管损失。

相对内效率：对于没有会热抽气，没有前后端轴封漏气和门杆漏气的纯凝汽式汽轮机，汽轮机内焓降与理想焓降之比称为汽轮机相对内效率。

7轮周功和轮周效率的定义是什么？（P100）

轮周功：汽轮机级配置能量中除去流动损失（包括喷嘴损失△hn、工作叶片损失△hb、余速损失

△he）所余能量转变成的功。

轮周效率：1kg工质在某级做出的轮周功与工质在该级所具有的理想能量之比。

8燃气轮机装置主要由哪些设备组成？燃气轮机理想复杂循环中包括哪些过程？他们各自的特点是什么（对热效率和装置比功的影响）？

燃气轮机装置主要由压气机、燃烧室、燃料泵、喷嘴、涡轮、发电机、、启动电动机等组成。 燃气轮机理想复杂循环包括回热、中间冷却、再热。 回热特点：回热就是利用温度尚高的排气通过回热器来加热以压缩的空气，减少了相同比功下的循环吸热量，提高了循环的热效率。但不能提高装置比功和有用功系数。

中间冷却可以使下一阶段压缩功减少，故装置比功及有用功系数相应增大，但中间放出热量使循环热效率降低。

再热可以增大透平比功，效果比级间冷却显著，但热效率比简单理想循环热效率低。

9 何谓旋转失速？（P168） 实践证明，压气机叶栅中出现的失速区不是静止不动的，而是以较低的转速随压气机作同方向旋转。这种失速现象称为旋转失速。

10说明喘振发生的原因与危害；防止喘振有哪些措施？（P168）

原因：旋转失速的发展导致压气机喘振，

危害：压气机出口压力、流量等参数会出现大幅度的波动，并伴有强烈的机械振动，发出特有的噪声。

措施：放气、旋转导叶、分轴压气机

11离心式泵与风机是按什么原理工作的？（P88）

离心式泵与风机的工作原理是，叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都得到提高，在惯性的作用下挤入压出室，使速度降低，压力提高，然后从扩散管排除。叶轮连续旋转，流体将连续的由叶轮吸入和排除。这样便实现了机械能向也能或速度的转换。

12 什么是汽蚀现象，它对泵的工作有什么危害？如何防止汽蚀发生？（P157） 汽蚀

化学腐蚀破坏的综合现象称为汽蚀。

危害：材料破坏，使泵的性能下降，产生噪音和振动 措施：降低泵必需汽蚀余量的措施

1） 改进泵的吸入口至叶轮叶片入口附近的结构设计，使c0、w0、?1、?2尽量

减少。

2） 采用前置诱导轮 3） 采用双吸式叶轮

提高吸入装置有效汽蚀余量的措施

1） 减小泵的安装高度

2） 减小泵前管路上的流动损失 3） 设置前置泵 运行中应注意的问题

1） 转速不应高于规定转速

2） 吸入系统一般不安装阀门，如必需安装，运行时应将阀全部打开

造成金属材料的机械剥裂与电

2011内燃机思考题

1 四冲程内燃机与二冲程内燃机工作循环各有什么特点? 四冲程内燃机的工作循环包括四个活塞行程：进气过程、压缩过程、膨胀过程和排气过程，完成一个工作循环，曲轴旋转两周。

二冲程内燃机中，进气、压缩、膨胀、排气四个过程在两个活塞行程中完成，即曲轴旋转一周完成一个工作循环。二冲程内燃机没有专门的进气行程和人排气行程，排气和近期是在膨胀行程末及压缩行程初进行的。

2 内燃机的总体构造 P187

（1） 运动部件 运动部件是把燃烧后的热能转换为机械能的机件，同时把往复运动形式的机械功转变为旋转形式输出。运动部件中主要有活塞、连杆、曲轴组等。

（2） 固定部件 固定部件是承受燃气压力、运动部件的惯性力，之城运动部件及所有附属设备的机件。固定部件主要由汽缸盖、汽缸体（或加油底壳）等组成。

（3） 配器部件 此机构是指规定的时间开启或关闭进、排气门（口）的机件，其作用

是使新鲜充量即使冲入气缸和膨胀后的废气从气缸排出。配气机构中主要有：进气门（或扫气口）、排气门（或排气口）、气门弹簧、摇臂、挺柱、挺杆、凸轮轴等。

（4） 燃油系统 此系统的作用是按照内燃机工作过程的需要定时地向气缸内供入一定

量的燃油，并使燃油雾化与空气形成良好的可燃混合气。柴油机机械式燃油系统中主要有喷油泵、燃油器、高压油管等；电喷柴油机有高压泵或中压泵、共轨管、喷油器、高速电磁阀及电控单元等；汽油机得燃油系统中主要有化油器或电控汽油喷射系统。

（5） 辅助部件 包括空气滤清器、进气管、排气管、消声器、排气后处理装置。 此外，内燃机还必须具备润滑、启动、冷却、操纵控制、传动机构等系统及其零部件。汽油机还有点火系，负责定时的点燃可燃混合气。电控电喷汽油机还有负责废弃后处理的三效催化转换器。传统的点火系主要有蓄电池、点火线圈、分电盘、火花塞等。增压发动机则有增压机增压中冷系统。

3 内燃机主要的性能指标 P189

(1) 平均有效压力Pme和有效功率Pe

平均有效压力Pme即为内燃机每单位气缸工作容积每一循环实际输出的有效功，它是衡量内燃机动力输出强度的一个重要指标。内燃机通过飞轮对外输出的功率称为内燃机的有效功率Pe.

Pe? pmeVsin30? (式中:Pme—平均有效压力 Mpa;Vs—气缸工作容积dm^3;i—气缸数；

n—内燃机转速，r/min; τ—冲程数（四冲程τ=4，二冲程τ=2）.) （2）有效功率和有效转速

内燃机通过飞轮想外输出的转矩称为有效转矩Ttq(N.m) pe?Ttq2?n60?10?3?Ttqn9550

(2) 燃油消耗率be和有效热消耗率ηe

内燃机没发出1KW时有效公所消耗的燃油质量称为内燃机的燃油消耗率（油耗率），通常用be(g/KW.h)表示。

be?BPe?10 式中B为内燃机每单位时间的燃油消耗量，Kg/h

3?e?3.6?10beHu6 式中Hu为燃油低热值（通常柴油Hu=42500KJ/Kg,汽油Hu=44000KJ/Kg）.

(3) 机械效率

气缸内完成一个工作循环所得到的有用功为指示功，单位时间内工质对活塞所作的指示功为指示功率Pi,指示功率扣除了内燃机本身的机械损失功率才是有效功率。有效功率与指示功率之比称为机械效率，用ηm来表示 ?m?

4 压缩比 P182

压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最后容积之比称为压缩比，以εc表示。即压缩

pepm

比等于最大容积与余隙容积Vcc之比，?c?VLVcc

汽油机压缩比一般为8.0-10.0，柴油机的压缩比一般为14-22.

5 四冲程柴油机和四冲程汽油机的工作原理有何异同 P184

同：无论汽油机还是柴油机，气缸内都有活塞，活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连接，活

塞在气缸内作往复运动，通过连杆推动曲轴转动。四冲程内燃机工作循环包括四个活塞行程：近气过程、压缩过程、膨胀过程和排气过程。完成一个工作循环曲轴旋转两周。 异：

(1) 根据柴油机自燃性好和汽油机点燃性好的特点，柴油机采用压燃式着火，汽油机采用电火花强制点火，故汽油机有点火系统而柴油机没有点火系统。

(2) 由于柴油机可燃混合气在气缸内形成，它具有是柴油产生高压（Pmax=12-220MPa）的

高压油泵和将高压柴油呈雾状喷入气缸的喷油器。汽油机有化油器式和电控汽油喷射式汽油机之分。化油器式汽油机，可燃混合气主要在气缸外的化油器中形成；电控汽油喷射式汽油机可燃混合气主要在气缸内形成，采用低压喷射，一般在进气过程中，将汽油喷至进气门前，与新鲜空气同时吸入气缸。故这种汽油机有计算机控制的各种传感器和执行机构。

(3) 柴油机由于压缩比高，因而热效率高。

(4) 柴油机有过量的空气进入气缸，一则用于扫除废气，在保证换气质量的同时，降低排温；二则用于冷却燃烧室避面，降低热负荷；三则留与气缸内的空气还远大于燃料理论上完全燃烧所需的空气量，能保证燃烧完全。汽油机由于受汽油燃料本身特性的约束，用于燃烧的空气小于理论所需的空气量，燃油不可能完全燃烧。

(5) 柴油机由于最高燃烧压力比汽油机高，而而转速比汽油机低，因而单位功率的重量比汽油机重。

(6) 柴油机由于燃烧过程的压力升高率比汽油机大，因而振动和噪声都比汽油机大。 (7) 柴油机结构较复杂，某些机件精度要求特别高（如喷油器、高压油泵），因此造价比汽

油机贵，维修比汽油机复杂。

6 内燃机负荷特性、速度特性、万有特性概念 P191

（1） 负荷特性：当转速不变，内燃机的燃油消耗率be及燃油消耗量B等参数随负荷大小变化的关系，称为负荷特性。

（2） 速度特性：内燃机的速度特性是指油量调节机构保持不变的情况下，主要性能指标（功率Pe、转矩Ttq、排温Tr、燃油消耗率be等）随内燃机转速的变化规律。

（3） 万有特性：为了能在一张图上表示出内燃机各种性能参数岁运行工况的变化，一

般采用多参数的特性曲线来全面的表示内燃机的性能，这种特性就是万有特性。

7 汽油和柴油燃料各有哪些基本特性?

汽油：含碳量低；熔点低，易气化；杂质少，价格高；机器动力差，多为民用 柴油：含碳量高；熔点高，难气化；杂质多，价格低；机器动力强，经常军用

8 汽油机的主要各工况对混合气浓度有什么要求? P203 (1) 稳定工况要求的混合气

怠速工况：发动机的热状态较差，节气门机会处于全闭状态，因而进气管内的真空度最大，在气门叠开期，废弃的稀释作用严重，为了抵消废弃对新鲜充量的稀释影响，必须供给非常浓的混合气。如图4-24的A点。随着负荷的增加和节气门开度的加大，废气的稀释作用将逐渐减弱。

小负荷工况：要求空燃比如图4-24中由A逐步向B过度。加浓程度随着负荷的加大而减小。

中等负荷区：（BC线）节气门已经有足够大的开度，废气的稀释影响已经不大，且已进入发动机经常运行的工况，因此要求够给理想的混合气以后的最佳的排污性和燃油经济性。 大负荷时：（CD线）要求随着节气门开度的加大，逐渐地加浓混合气以满足功率的要求。 全负荷：（DE线）节气门已全开，为获最大功率，必须供给功率混合气。 （2）过渡工况要求的混合气

冷起动时，发动机要求供给很浓的混合气才能产生足够的燃油蒸汽，形成可燃混合气。因为在冷启动时，燃油与空气温度很低，燃料政法的百分比很小，燃油粘附在壁面上的现象严重，为保证顺利起动，一般要求α=4-5.起动后发动机进入暖机期，随着汽油机的工作热状态逐渐提高，混合气逐渐变稀，一般暖机时的平均空燃比α=8.0

9 电控汽油喷射系统的基本原理和优点 P205

优点：它把汽油喷射与点火系统结合在一起，实现了对汽油机供给混合气成分和点火时刻等多参数程序优化控制。它与单独的汽油喷射系统相比，具有更好的灵活性和适应性能，改善了汽车行驶工况下的舒适性和排放性能，是发动机和汽车性能又有明显的提高。 基本原理：电控系统以开环控制为基础，并与几个闭环辅助系统相结合的系统，这种控制系统核心就是一个电控单元，用于完成对表征发动机运行工况参数输入信号的采集与数据处理、运算决策与输出控制指令，以提供最佳混合气浓度和点火正时。

10 车用增压内燃机有什么特点? P225 定容增压和脉冲增压有何优缺点？P223

车用增压内燃机的特点：车用增压内燃机由于转速高和空气流量变化范围大，致使设计好的内燃机与排气涡轮增压器之间很难在各种工况下都匹配好。如果满足了高速要求，低速时会出现增压压力不足，循环气量小。因此，需采用放气调节的方法。

（1） 定压增压，所有汽缸的排气管汇集到一根总管上，然后引向涡轮。排气管压

力波动很小，进入涡轮前的排气压力基本连续、稳定、均匀，涡轮平均效率

较高。排气管布置简单。

（2） 脉冲增压：涡轮平均效率较低，排气支管复杂，但能量传递损失较小。

11 活塞平均速度 ?m?

12 内燃机的配气定时和作用

作用：按照发动机工作循环和做功顺序的要求，定时开启和关闭各气缸进、排气孔道，是新鲜可燃混合气或新鲜空气准时进入气缸，废气准时排出气缸。

13 活塞排量与发动机排量

活塞排量：Vs 活塞从上止点倒下指点所扫过的容积

内燃机排量：Vst 一台内燃机全部气缸工作容积的总和。

Sn30?10?3 (S为行程（mm），n为转速（r/min）)

14 汽油机最佳点火提前角？真空提前和离心提前的工作原理

汽油机最佳点火提前角：从点火时刻起到活塞到达压缩上止点，这段时间内曲轴转过的角度称为点火提前角。 混合气从点燃、燃烧到烧完有一个时间过程，最佳点火提前角的作用就是在各种不同工况下使气体膨胀趋势最大段处于活塞做功下降行程。这样效率最高，振动最小，温升最低。

真空提前：根据发动机负荷自动调节点火定时，真空点火提前装置以节气门后的真空度为调节基准。通过发动机的转速使点火提前器内部的真空度发生改变让提器前内部的膜片运动并带动点火提前装置从而达到点火提前的效果的。（真空度大小与转速成反比） 离心提前：根据发动机的转速自动地调节点火定时。通过驱动轴上的离心飞快带动断电凸轮转动，从而实现点火提前。

15 柴油机燃烧室的分类和特点

(1) 直喷式燃烧室：形状简单，易于加工，结构紧凑，散热面积小，热效率高。由于一部

分燃油在空间先形成混合气而发火，因此柴油机起动性、经济型较好。由于是空间混合，在滞燃期中形成的可燃混合气较多，因此最高燃烧压力及压力增长率较高，工作比较存包，压缩比不宜太高，排污性能相对较差。

(2) 分开式燃烧室 优点：工作柔和，压缩比较高，并能在较小的过量空气量下工作，喷

油压力较低，机械制造成本低，喷油器孔径大，不易堵塞；缺点：燃烧室构造复杂且

不集中，热量损失和节流损失较大，致使经济性和启动性差。

16 平均有效压力的概念

平均有效压力Pme即为内燃机每单位气缸工作容积每一循环实际输出的有效功，它是衡量内燃机动力输出强度的一个重要指标.

17 调速器的功能

为了维持发动机稳定转速和限制最高、最低转速，柴油机必须装有调速器。

18 汽油机和柴油机的各自主要排放物是什么？

汽油机：一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)排放量高，而颗粒物排放量低，氮氧化合物(NOx)排放比柴油机大。

柴油机：颗粒物和氮氧化物(NOx)排放量多而一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)排放量少。

19现代柴油机的一些主要排放控制策略有那些？废气再循环（EGR）的作用和主要原理 排放控制策略：提高喷射压力；增加喷油器的喷空疏，减小孔径；适当减小进气涡流；燃烧室口径比的合理确定；在上述措施的基础上，以高喷射压力为基础，配合油、气、室的三者匹配，应该适当减小供油提前角；采用多气门技术；采用泵喷嘴燃油喷射系统；电控共轨燃油喷射系统的应用；高性能可变几何增压技术；柴油机的排气再循环；柴油燃料的改进；清洁燃料的应用；均匀充量压缩燃烧技术；微粒捕集器。

作用：降低Nox的排放 原理：一部分排气循进气管与新鲜空气混合后进入汽缸燃烧,以增加混合气的热容量,增加燃烧时的散热，降低燃烧时的最高温度,抑制NOx的生成。

制冷思考题2011

1， 2011制冷思考题实现制冷的两个基本条件和基本过程.（P282）

答：条件：1.有一个使制冷工质达到比被冷却对象更低温度的过程 2.连续不断地从被冷却对象吸取热量 过程：1.低压液体气化吸热 2.整齐压缩升温，升压 3.高压气体放热液化

4.高压液体节流降压，降温

2， 制冷系统热力学评价指标有那几个？他们之间有什么区别联系？（P284）

答：性能系数COP与热力完善度η

前者反映的是循环的收益能与补偿能的比值，其值可大于1也可小于1，且对实际制冷循环来说COP不仅与热源温度有关，还与制冷剂的性质以及制冷系统中各部件的传热效率有关，因此对两台实际制冷机的经济型作分析时，相同温度下的同类型制冷剂才有可比性。

后者则表明了任意实际制冷循环接近可逆循环的程度（在同样温度下），因此其可以用来评价两台任意制冷剂的热力学经济性，无论他们的热源温度是否相同或是否同一类型的制冷机。

3， 什么是热泵？（P284）

答：根据《新国际制冷辞典》的定义，热泵是指以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统。（P.S. 热泵与制冷的区别在于目的不同，当使用目的是从低温热源吸取热量时，成为制冷机；当使用目的是向高温热源放出热量时，为热泵）

4， 蒸汽压缩式制冷循环包括哪几个主要部件？各个部件的主要功能是什么？（P285）

答：1，压缩机：将蒸发出来的低温低压制冷剂蒸汽连续不断地吸入，并将其压缩升压

至冷凝压力，然后送至冷凝器中；

2，冷凝器：将来自压缩机的高温高压制冷剂气体冷却并冷凝成同样压力下的饱和

液体或过冷液体； 3，节流元件：从冷凝器出来的过冷液体经节流元件后压力下降，当其中部分液体

温度下降时温度下降，达到降温降压和流量控制的作用；

4， 蒸发器：经过节流元件后的低温低压制冷剂二相流（大部分为液体）在蒸发器

中吸取热量而气化，从而产生制冷效果，在出蒸发器时制冷剂已变成饱和蒸汽甚至过热蒸汽

5，简述单级蒸汽压缩式制冷基本理论循环的工作过程。(自己按教材总结，详P286) 答：首先制冷剂以干度为以的状态出蒸发器键入压缩机；在压缩机中进行等上压缩过程

以过热蒸汽状态出来然后进入冷凝器；在冷凝器中等压冷凝，首先过热制冷剂气体

在冷凝压力下冷却至饱和蒸汽，然后再等压等温下冷凝成饱和液体，然后流出冷凝器进入节流元件；在节流元件中压力温度均稍有下降，并有部分液体气化，但节流前后焓值不变，然后制冷剂进入蒸发器；在蒸发器中以等温等压状态吸取被冷却对象的热量而逐渐气化，干度增大直至变成饱和蒸汽再流出蒸发器。

6，什么是过冷和过热？对系统分别有什么影响？（P290）

答：1.液体过冷：制冷剂液体的温度低于相同压力下饱和液体的温度称为过冷，两者温

度之差称为过冷度。

在实际制冷循环中，制冷剂液体在出冷凝器时往往都具有一定的过冷度。在制冷系

统输出的制冷量不变的情况下，采用过冷循环和理想循环相比，单位制冷量和制冷

系数增大了，而系统的质量流量和压缩机的体积流量可望减小。由此可见采用过冷循环在理论上是有利的，并且是多冷度越大获益越大。但是一般获得的过冷度是有

限的，如需更大通常需要增加一个再冷却器或过冷器，但又增加了投资。

2.蒸汽过热：制冷剂蒸汽温度高于同一压力下饱和温度称为过热，两个温度之差称

为过热度。

过热循环中压缩机的排气温度升高了，压缩机的单位理论功增大了，单位冷凝热量

增加了，制冷剂的质量流量减小了。（从蒸发器出来的制冷剂在进入压缩机之前的吸气管路中从环境吸取热量而产生的过热称为无效过热，其对循环是不利的，故又被称为有害过热，蒸发温度越低其循环经济性越差；制冷剂在蒸发器内过热或是在安装于被冷却空间的吸气管道内过热，这样的过热产生了有用的冷却效果，称为有效过热，其单位制冷量和单位有效功都增加了，但由于其吸气比体积也增大了，单位容积制冷量与制冷系数是否增大与制冷剂本身的性质有关。）

7，什么是回热循环？有什么有利之处？（P292）

答：节流前的制冷剂液体与压缩机吸入前的制冷剂蒸汽进行热交换，时液体过冷，蒸汽

过热称之为回热。在制冷循环中采用回热方式即为回热循环 有利之处：1，减少了节流过程的气化，时节流机构工作稳定。

2，改善吸气状况，是蒸发器出口带有的液体气化，使压缩机避免“湿压

缩”，热泵型空调在冬天制热运行时经常会出现这种现象。

8，活塞式压缩机的理想工作过程。（P293）

答：由吸气，压缩和排气三部分组成。压缩过程登上过程，吸气和排气过程中制冷剂的

状态参数恒定不变。

9，活塞式压缩机的实际工作过程和损失组成。(P294)

答：实际过程亦由吸气，压缩和排气三部分组成，但是并非如理想过程一样满足压缩登

上，吸气排气制冷剂的状态参数不变。（理想工作工程实际上是不存在的） 损失组成：余隙容积损失；吸排气阀有压力损失；制冷剂蒸汽与汽缸壁有热交换；气缸内的泄露；摩擦损失等等?

10，单级蒸汽压缩式制冷循环的主要影响因素。（P296） 答：1，热交换和压力损失的影响；

2，除液体过冷，气体过热和压缩非登上外，与理想循环相比实际循环还存在蒸发

器与冷凝器存在传热温差，流动过程的压力损失以及制冷剂在链接管路中和环境介质有换热等影响因素。

3，蒸发温度和循环温度对制冷循环性能有影响，制冷机的工况亦有影响。

11, 蒸发温度和冷凝温度对系统性能的影响（P299.）

答：冷凝温度上升：单位制冷量减少、单位容积制冷量减少（吸气比体积不变）、单

位压缩功增大、循环质量流量qm=λVh/v1不变（吸气比体积不变，忽略输气系数λ的变化、排气温度升高、制冷系数有较大下降；

蒸发温度下降：单位制冷量略有减少、单位容积制冷量减少、单位压缩功增大、排气温度上升、循环质量流量qm减小（吸气比体积增大，输气系数λ略有下降）、制冷系数减小。

12, 制冷剂和载冷剂选择的基本要求（制冷剂P305、载冷剂P321）

答：制冷剂：

（1） 热力学性质方面：在工作温度范围内有合适的压力和压力比；单位制冷量

q0和单位容积制冷量qv比较大；比功w和单位容积压缩功wv小，循环效率高；等熵压缩的终了温度不能太高，以免润滑条件恶化或制冷剂自身在高温下分解。

（2） 迁移性质方面：粘度、密度尽量小，可减少制冷剂在系统中的流动阻力以

及制冷剂的充注量；导热系数大，可以提高热交换设备的传热系数，减小传热面积，使系统结构紧凑。

（3） 物理化学性质方面：无毒、不燃烧、不爆炸、使用安全；化学稳定性和热稳定性好；对大气环境无破坏作用。

（4） 其他：原料来源充足，制造工艺简单，价格便宜。 载冷剂：（水、盐水、有机化合物及其水溶液）

（1） 工作温度下应处于液态状态，凝固温度应低于工作温度，沸点应高于工作

温度。 （2） 比热容大、密度小、粘度小、化学稳定性好。

（3） 不腐蚀设备和管道、不燃烧、不爆炸、无毒、对人体无害。 （4） 价格低廉，便于获得。

13, 制冷剂的有哪些物理和化学性质（P305、P310）

答：P305物理化学性质方面：

（1） 无毒、不燃烧、不爆炸、使用安全。 （2） 化学稳定性和热稳定性好，制冷剂要经得起蒸发和冷凝的循环变化，使用

中不变质，不与润滑油反应，不腐蚀制冷机构件，在压缩终了的温度下不分解。

（3） 对大气环境无破坏作用，即不破坏臭氧层，没有温室效应。

P310物理化学性质：

安全性（毒性、燃烧性和爆炸性、安全分类）；热稳定性；对材料的作用；对润滑油的互溶性；对水的溶解性；泄露性；制冷剂与大气环境。 注：答案自己确定用哪一个回答~~！！

14，什么是GWP和ODP（P313）

答：GWP：Global Warming Potential 全球变暖潜能

ODP：Ozone Depletion Potential 臭氧层消耗潜能值

15, 共沸和非共沸制冷剂的特点（P318）

答：共沸制冷剂：

（1） 在一定的蒸发压力下蒸发时，具有几乎不变的蒸发温度，而且蒸发温度一

般比组成它的各单组分的蒸发温度低。

（2） 在一定的蒸发温度下，共沸制冷剂的单位容积制冷量比组成它的单一制冷

剂的容积制冷量要大。

（3） 共沸制冷剂的化学稳定性较组成它的大一制冷剂好。

（4） 在全封闭和半封闭压缩机中，采用共沸制冷剂可使电动机得到更好的冷却，电动机绕组温升减小。

非共沸制冷剂：

非共沸制冷剂没有共沸点。在定压相变时其温度要发生变化，定压蒸发时温度从泡点温度变化到露点温度，定压凝结则相反。这一特性被广泛用在变温热源的温差匹配场合，实现近似的洛伦兹循环，以达到节能的目的。

16, 吸收式制冷系统的工作原理和主要工质（P323）

答：从蒸发器来的低压蒸汽被吸收器中的液体溶液所吸收。用泵将来自吸收器的低压液体的压力身高，送入发生器中。在发生器中，利用高温热源的热量，将溶液加热并产生高压蒸汽，而液体溶液通过节流阀回到吸收器。从发生器中出来的高压蒸汽进入冷凝器冷凝，成为高压液体，再经节流阀降压进入蒸发器蒸发汽化为低压蒸汽返回吸收器。

工质：二元溶液。广泛应用有NH3-H2O和LiBr-H2O，前者用于低温系统，后者用于空调系统。

17, 简述溴化锂-水吸收式制冷系统工作原理（P326）

答：工作时，从吸收器流出的稀溶液，经溶液泵升压流经溶液换热器进入发生器。稀溶液在溶液换热器中被来自发生器的浓溶液加热，再在发生器中被作为驱动热源的蒸汽加热，冷却蒸发逸出，溶液浓缩成浓溶液。从发生器流出的浓溶液，在压差和位差的作用下，经溶液换热器向来自吸收器的稀溶液放热，再进入吸收器吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽，稀释成稀溶液，同时向冷却水放出溶液的吸收热。在发生器中稀溶液因被加热而产生的冷剂蒸汽，流入冷凝器，向冷却水放热而冷凝成冷剂水。冷剂水从冷凝器流出，经节流装置节流降温后进入蒸发器，然后再蒸发器中蒸发，同时从冷媒水吸热，使之降温。冷剂水经蒸发器后可达到7°C左右，以满足制冷和空调的需要。在蒸发器中产生的冷剂蒸汽，进入吸收器，从而完成了单效吸收式制冷循环的制冷剂回路。

18, 氨水吸收式系统与溴化锂系统的区别（P328）

答：氨水吸收式系统多了精馏塔和分凝器两个设备，以尽可能地出去从发生器排除

的氨蒸气中的水分；氨水吸收式系统可以达到低于0°C的蒸发温度，而溴化锂系统能达到的温度不低于3°C左右；氨水吸收式系统的缺点是设备较多，优点则是可以在高于大气压的情形下运行，而溴化锂系统要在低于大气压的情形下运行，结果不可避免地会有空气漏人系统，须定期排放；溴化锂系统中还必须加入特定的防腐剂，以延缓腐蚀。

19, 解释露点温度、湿球温度、湿度和相对湿度的定义（P332、P335、P330 、P331）

答：露点温度：指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。 湿球温度：在定压绝热条件下，空气与水直线接触达到稳定热湿平衡时的绝热饱

和温度。

湿度：含湿量：1kg干空气所携带水蒸气量

相对湿度：湿空气的水蒸气分压力与同温度下饱和湿空气的水蒸气分压力之比。

20, 简述系统负荷的组成(P341)

答：（1）室外扰量形成的负荷：太阳辐射热、室内外温差的传导热、补充新鲜空气

带来的负荷。

（2）室内扰量形成的负荷：人体散热、照明灯具散热、用电设备散热、其他设备散热。

（3）室内湿源散湿形成的湿负荷：人体散湿、工艺设备散湿。 （4）再热负荷

（5）室内负荷与制冷系统负荷 以上介绍的热负荷的总和称室内负荷Q

2011热力发电技术和新能源

概述：汽轮机发电厂的三大核心设备是：锅炉、汽轮机和发电机。其他热力设备包括凝汽器、回热加热器、除氧器、凝结水器、给水泵等辅助设备。

1提高火电厂热经济性的热力学途径有哪些？【见书P360&P385】

?t答：主要途径包括两个方面：一是提高个能量转换设备的效率，二是调高循环热

效率。一般来讲，凡是能够提高循环的平均吸热温度或减小冷源损失的措施都可提高火电厂 的热经济性。 提高蒸汽动力循环热效率的关键是减少冷源热损失，其主要途径是：①提高蒸汽初参数；②降低蒸汽终参数；③蒸汽中间再过热；④给水回热加热（简称回热）。除此之外，①尽可能采用热电联产或热电冷三联产；②发展燃气/蒸汽联合循环。

2 简述凝汽器的工作原理。【见书P364】

答：凝气设备在凝汽式汽轮机热力循环中起着冷源的作用，用来降低汽轮机排气压力以提高循环的热效率。降低汽轮机排气压力的最有效办法是将汽轮机的排气凝结成水。因为若蒸汽在密闭的容器中放热，将是溶剂很大的蒸汽被凝结成体积很小的凝结水而集结于凝汽器底部，从而在原来被蒸汽充满的凝汽器空间中形成高度真空。

3 热力除氧的原理是什么？【P370-371】

答：热力除氧的基本原理是建立在亨利定律和道尔顿定律的基础上的。根据亨利定律，使水面上某气体的实际分压力pi将为在不平压差作用下就可以把该气体从水中完全除掉。根据道尔顿定律，把水加热至饱和温度时水蒸气的分压力几乎等于水面上的全压力，其他气体分压力变回去向于零，从而创造了将水中溶解的气体全部除去的条件。

{①亨利定律 当溶于水中的气体与自水中溢出的气体处于动态平衡时，对应于一定的温度，单位体积水中溶解的气体和水面上该气体的分压力成正比。②道尔顿定律 混合气体的全压力等于各组成气体分压力之和。对于给水而言，应等于水中各溶解气p?i体的分压力与水蒸气分压力ps之和。}

【需要指出，热力除氧必须将水加热至饱和状态，即使是微量的加热不足，水中含氧量都将不能达到除氧要求的指标。】

4 为什么给水回热可以提高循环效率？【P363】

答：因为回热抽汽减少了汽轮机的排气量，使整机的冷源损失减小，故可提高循环效率。 【 回热就是从汽轮机的不同级后抽出已做过部分功的蒸汽来加热凝结水或给水】

5 采用主蒸汽来加热给水是否可以提高循环效率？为什么？

答：不能，因为主蒸汽是由燃料燃烧放热将热能传递给水而产生的高品位过热蒸汽，其主要

用途是用来主机膨胀做功使热能转化为机械能。如果用于直接加热给水，主蒸汽本身的制备需要消耗的能量远大于给水所吸收的热量，故直接用主蒸汽来加热给水不能提高循环效率。【建议大家自行思考，得出更加准确的答案，书上貌似没有】

6 为什么热力发电系统中多采用给水回热加热系统？

答：排气量的减少缓解了末级通流能力和功率增加的矛盾，在末级叶高相同的情况下可提高单机效率；排气量的减少还使凝汽器热负荷减小，故可减少换热面使凝汽器投资降低；回热抽汽式汽轮机高压段流量增大，从而可增加该处的叶片高度，提高汽轮机的相对内效率?r,i；另外，回热抽汽使锅炉热负荷降低，故可减小锅炉投资。因此，多采用给水回热加热系统。

7 给水回热加热器的类型有哪些？其特点是什么？

答：回热加热器是给水回热系统中的主要设备主要作用是把抽气的热能传给凝结水或给水。 按换热方式的不同，可分为混合式加热器和表面式加热器两类。 特点：

混合式：蒸汽与给水直接混合来加热给水。无热端温差，热经济性较高；无金属传热面，

结构简单·造价低；串联使用时，需多级水泵，系统设备多；主厂房造价高。

表面式：通过金属表面将蒸汽热量传给管束内被加热水的。存在热端温差，热经济性低；金属耗量大，造价高；水泵数少，系统简单，运行方便可靠。

根据加热器水侧承受压力不同，可将其分为低压加热器和高压加热器。 特点：

低压加热器：水侧承受的压力较低；

高压加热器：水侧承受的压力比新蒸汽压力还要高。

8 什么是热电联产和热电分产？

答：热电联产：当动力设备同时生产热能和电能良好总能来那个，且生产的热能取自在汽轮

机中做过部分功或者全部功的蒸汽时，这种能量生产过程成为热电联产。（以这种方式

生产能量的企业称为热电厂） 热电分产：当电能和热能分别有动力设备来生产时，成为单一能量生产或者成为热电分产。

9 供热式机组的类型有哪些？

答：供热机组主要有背压式汽轮机（B型、CB型）、调节抽汽式汽轮机（C型、CC型）和凝

汽采暖式汽轮机（NC型）。

10 简述总能系统的概念。

答：为取得最好的能源利用总效果，除了提高单件设备和工艺流程对能源的利用率外，更具

工程热力学和系统工程的原理，综合研究、分析能源转换和能源利用的全过程，按照系统可能得到的能源供应和对各种形式、品位的能量要求，从总体上合理安排好功利用和热利用，并使能量供需之间的品位优化匹配，综合利用好一个单位、一个企业、升至一个地区或多个地区的各类能源，实现能源的高效合理利用，这便是总能系统的概念。

11、不补燃的余热锅炉型燃气/蒸汽联合循环有何优缺点？

答：不补燃的余热锅炉型燃气/蒸汽联合循环主要优点为：①蒸汽循环完全利用燃气废热，

热工转换效率高。可达53%左右；②结构简单，投资费用低；③运行可靠度高；④启动快，一般18min可达联合循环发出的2/3功率。

主要缺点是：蒸汽轮机的主蒸汽参数收到燃气轮机排气温度的限制，当燃气轮机的压缩比较高时，主蒸汽参数就难以提高。

11、燃料电池的特点及工作原理是什么？【见书P424-P425】

答： 燃料电池的特点包括：高效{能量转换效率高达60%-80%}、清洁{使用氢能，产物是水，

无噪音}、安全可靠{本体没有转动部件}、灵活&操纵性好{维修方便，响应快}。 工作原理：当阳极连续充入气态燃料（一般为H2），阴极上连续充入氧化剂（一般为

空气），电极上就会发生电化学反应，并产生电流，同时还会排除热量和H2O。

12、生物质能有哪几种利用方式？【见书P477】

答：生物质能的利用和转化技术大体上分为直接燃烧烧过程①、热化学过程

过程③三大类。

{①包括：炉灶燃烧、锅炉燃烧、垃圾焚烧、固体燃料燃烧；②包括：热解、气化、直

接液化；③包括厌氧发酵、特种酶发酵。}

13、什么叫生物质能？【见书P475】

答：生物质能，是一种以生物质为载体的能量，它由植物光合作用直接或间接产生的各种有

机体，是一种储存太阳能的可再生物质。

15、蒸汽的初终参数对机组的循环效率的影响。【见书P360-361】

答：蒸汽初参数包括初压p0和初温t0。提高p0、t0可以增加单位工质的做功能力，使循

环热效率?t增大，但使汽轮机相对内效率?r,i减小，但汽轮机绝对内效率?i??t??r,i却不一定提高。

②和生物化学

___蒸汽终参数pc 降低可以降低循环的平均放热温度T提高，同时降低pc使蒸汽的理想焓降也随之增加

c，使冷源损失减小。循环效率?t14、有一单缸汽轮机，热力系统由给水泵、三个低压加热器、一个高压加热器和一个除氧器组成，系统连接方式是：低压加热器的疏水逐级自流进入凝汽器；高压加热器疏水逐级

自流进入除氧器，试画出该系统的原则性热力系统图。 答：

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