【正文】 (全 ) 汽 輪 機(jī) 技 術(shù) 問(wèn) 答 基礎(chǔ)知識(shí) 一、基礎(chǔ)知識(shí) 1．什么叫工質(zhì)？火力發(fā)電廠采用什么作為 工質(zhì)？ 工質(zhì)是熱機(jī)中熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的一種媒介物質(zhì)（如燃?xì)?、蒸汽等），依靠它在熱機(jī)中的狀態(tài)變化（如膨脹）才能獲得功。 為了在工質(zhì)膨脹中獲得較多的功，工質(zhì)應(yīng)具有良好的膨脹性。在熱機(jī)的不斷工作中，為了方便工質(zhì)流入與排出，還要求工質(zhì)具有良好的流動(dòng)性。因此，在物質(zhì)的固、液、氣三態(tài)中，氣態(tài)物質(zhì)是較為理想的工質(zhì)。目前火力發(fā)電廠主要以水蒸氣作為工質(zhì)。 2．何謂工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)？常用的狀態(tài)參數(shù)有幾個(gè)？基本狀態(tài)參數(shù)有幾個(gè)？ 描述工質(zhì)狀態(tài)特性的物理量稱為狀態(tài)參數(shù)。常用的工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)有溫度、壓力、比容、焓、熵、 p=F／ A (1—1) 式中 F——垂直作用于器壁上的合力， N； A——承受作用力的面積 m2。 壓力的單位有： ⑴ 國(guó)際單位制中表示壓力采用 N/m2，名稱為 [帕斯卡 ]，符號(hào)是 Pa。 1Pa=1N/m2，在電力工業(yè)中，機(jī)組參數(shù)多采用 MPa（兆帕）， 1MPa=106N/m2。 ⑵ 以液柱高度表示壓力的單位有：毫米水柱（ mmH2O）、毫米汞柱（ mmHg）， 1 mmHg=133 22N/m， 1 mmH2O= N/m。 ⑶ 工 程大氣壓的單位為 kgf/cm2，常用 at 作代表符號(hào)， 1at= N/m2，物理大氣壓的數(shù)值為 kgf/cm2，符號(hào)是 atm， 1 atm=10⒌ N/m2。 5．什么叫絕對(duì)壓力、表壓力？ 容器 或 pg＝ p a－ p atm （ 1—2） 6．什么叫真空和真空度？ 當(dāng)容器中的壓力低于大氣壓力時(shí)，把低于大氣壓力的部分叫真空。用符號(hào) “pv”表示。其關(guān)系式為： pv＝ patm－ pa (1—3) 發(fā)電廠有時(shí)用百分?jǐn)?shù)表示真空值的大小，稱為真空度。真空度是真空值和大氣壓力比值的百分?jǐn)?shù)，即：真空度＝ pv / patm100% (1—4) 完全真空時(shí)真空度為 100%，若工質(zhì)的絕對(duì)壓力與大氣壓力相等時(shí)，真空度為零。 例如：凝汽器水銀真空表的讀數(shù)為 7100mmHg，大氣壓力計(jì)讀數(shù)為 750 mmHg，求凝汽器 ν＝ V／ m m3/kg （ 1—5） 式中 m——物質(zhì)的質(zhì)量。 kg； V——物質(zhì)所占 有的容積， m3。 比容的倒數(shù)，即單位容積的物質(zhì)所具有的質(zhì)量，稱為密度，用符號(hào) “ρ”，單位為 kg/m3。 比容與密度的關(guān)系為 ρυ＝ 1，顯然比容和密度互倒數(shù)，即比容和密度不是相互獨(dú)立的兩個(gè)參數(shù)，而是同一個(gè)參數(shù)的兩種不同的表示方法。 8．什么叫平衡狀態(tài)？ 在無(wú)外界影響的條件下，氣體的狀態(tài)不隨時(shí)間而變化的狀態(tài)叫做平衡狀態(tài)。只有當(dāng)工質(zhì)的狀態(tài)是平衡狀態(tài)時(shí)，才能用確定的狀態(tài)參數(shù)值去描述。只有當(dāng)工質(zhì) ( J )（ 1—6） 式中 F——作用力， N； S——位移， m。 單位換算： 1J＝ 1Nm， 1kJ＝ 104kWh 12．什么叫功率？其單位是什么？ 功率的定義是功與完成功所用的時(shí)間之比，也就是單位時(shí)間 W——功， J； t——做功的時(shí)間， s。 功率的單位就是瓦特， 1 瓦特＝ 1 焦耳／秒。 13．什么叫能？ 物質(zhì)做功的能力稱為能。能的形式一般有：動(dòng)能、位能、光能、電能、熱能等。熱力學(xué)中應(yīng)用的有動(dòng)能、位能和熱能等。 14．什么叫動(dòng)能？物體的動(dòng)能與什么有關(guān)？ 物體因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)而具有做功的本領(lǐng)叫動(dòng)能。動(dòng)能與物體的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)。速度越大，動(dòng)能就越 大；質(zhì)量越大，動(dòng)能也越大。 動(dòng)能按下式計(jì)算： Ek＝ 1/2mc2 （ kJ） (1—8) 式中 m——物體質(zhì)量， kg； c——物體速度， m／ s。 動(dòng)能與物體的質(zhì)量成正比，與其速度的平方成正比。 15．什么叫位能？ 由于相互作用，物體之間的相互位置決定的能稱為位能。 物體所處高度位置不同，受地球的吸引力不同而具有的能，稱為重力位能。重力位能由物質(zhì)的重量（ G）和它離地面的高度（ h）而定。高度越大，重力位能越大；重力物體越重，位能越大。重力位能 E p＝ Gh。 16．什么叫熱能？它與什么因素有關(guān)？ 物體內(nèi)部大量分子不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)稱為熱運(yùn)動(dòng)。這種熱運(yùn)動(dòng)所具有的能量叫熱能，它是物體的內(nèi)能。 熱能與物體的溫度有關(guān)，溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)的速度越快，具有的熱能就越大。 17．什么叫熱量？其單位是什么？ 高溫物體把一部分熱能傳遞給低溫物體，其能量的傳遞多少用熱量來(lái)度量。因此物體吸收或放出的熱能稱為熱量。熱量的傳遞多少和熱力過(guò)程有關(guān)，只有在能量傳遞的熱力過(guò)程中才有功和熱量的存在，沒(méi)有能量傳遞的熱力狀態(tài)是根本不存在什么熱量的，所以熱量不是狀態(tài)參數(shù)。 18．什么叫機(jī)械能？ 物質(zhì)有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。機(jī)械運(yùn)動(dòng)一般表現(xiàn)為宏觀運(yùn)動(dòng)。物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)所具有的能量叫機(jī)械能。 19．什么叫熱機(jī)？ 把 熱 能 轉(zhuǎn) 變 為 機(jī) 械 能 的 設(shè) 備 稱 為 熱 機(jī) 。 如 汽 輪 機(jī) 、 kJ ／ kg (1—9) 23．什么叫 （ 1—10） 24．什么叫內(nèi)動(dòng)能？什么叫內(nèi)位能？它們由何決定？ 氣體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能叫內(nèi)動(dòng)以能，它包括分子的移動(dòng)動(dòng)能，分子的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能和分子內(nèi)部的振動(dòng)動(dòng)能等。從 熱運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)來(lái)看，氣體溫度越高，分子的熱運(yùn) 動(dòng) 越 激 烈 ， 所 以 （ 1—11） 氣體質(zhì)量為 m 時(shí)： p1V1＝ p2V2（其中 V＝ mν）。 （ 1—12） （ 2）查理定律：氣體比容不變時(shí)，壓力與溫度成正比變化。用公式表示為： p1／ T1＝ p2／ T2 （ 1—13） （ 3）蓋呂薩克定律：氣體壓力不變時(shí)，比容與溫度成正比變化，對(duì)于質(zhì)量為 m 的氣體，壓力不變時(shí)，體積與溫度成正比變化。用公式表示： ν1／ Τ1＝ ν2／ Τ2 或 V1／ T1＝ V2／ T2 （ 1—14） 30．什么是熱力學(xué)第一定律，它的表達(dá)式是怎樣的？ 熱可以變?yōu)楣?，功可以變?yōu)闊幔欢康臒嵯r(shí)，必產(chǎn)生一定量的功，消耗一定量的功時(shí)，必出現(xiàn)與之對(duì)應(yīng)的一定量的熱。 熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式如下： Q＝ Aω （ 1—15） 式中 A在工程單位制中 A＝ 1／ 427 kcal／（ kgfm）在國(guó)際單位制中，工程熱量均用焦耳（ J）為單位，則 A＝ 1 即 Q＝ ω。 附圖閉口系統(tǒng) （ 1—16） 上兩式中 q， Q——外界加給工質(zhì)的熱量， J／ kg， J； Δμ， ΔU——工質(zhì)內(nèi)能的變化量， J／ kg， J； ω， W——工質(zhì)所做的功， J／ kg， J。 31．熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)是什么？它說(shuō)明什么問(wèn)題？ 熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)是能 量守恒與轉(zhuǎn)換定律在熱力學(xué)上的一種特定應(yīng)用形式。它說(shuō)明了熱能與機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的可能性及其數(shù)值關(guān)系。 32．什么是不可逆過(guò)程？ 存在摩擦，渦流等能量損失使過(guò)程只能單方向進(jìn)行，不可逆轉(zhuǎn)的過(guò)程叫做不可逆過(guò)程。實(shí)際的過(guò)程都是不可逆過(guò)程。 33．什么叫等容過(guò)程？等容過(guò)程中吸收的熱量和所做的功如何計(jì)算？ 容積（或比容）保持不變的情況下進(jìn)行的過(guò)程叫等容過(guò)程。由理想氣體狀態(tài)方程 pν＝ R T得 p／ T＝ R／ ν＝常數(shù)，即等容過(guò)程中壓力與溫度成正比。因 Δν＝ 0，所以容積變化功 ω＝ 0，則 q＝ Δ181。＋ ω＝ Δ181。＝ 181。2－ 181。1，也即等容過(guò)程中，所有加 入的熱量全部用于增加氣體的 （ 1—17） q＝ T(S2－ S1)。 （ 1—18） 35．什么叫等壓過(guò)程？等壓過(guò)程的功及熱量如何計(jì)算？ 工質(zhì)的壓力保持不變的過(guò)程稱為等壓過(guò)程，如鍋爐中水的汽化過(guò)程，乏汽在凝汽器中的凝結(jié)過(guò)程，空氣預(yù)熱器中空氣的吸熱過(guò)程都是壓力不變時(shí)進(jìn)行的過(guò)程。 由理想氣體狀態(tài)方程pν＝ R T 得 T／ ν＝ p／ R＝常數(shù)，即等壓過(guò)程中溫度與比體積 成正比。 等壓過(guò)程做的功： ω＝ p（ ν2－ ν1） （ 1—19） 等壓過(guò)程工質(zhì)吸收的熱量： q＝ Δμ＋ ω＝（ μ2－ μ1）＋ p（ ν2－ ν1） ＝（ μ2＋ p2ν2）－（ μ1＋ p1ν）＝ h2－ h1 （ 1—20） 36．什么叫絕熱過(guò)程？絕熱過(guò)程的功和內(nèi)能