【正文】 汽輪機技術(shù)問答　一、 基礎(chǔ)知識　　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)是熱機中熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的一種媒介物質(zhì)（如燃氣、蒸汽等），依靠它在熱機中的狀態(tài)變化（如膨脹）才能獲得功?！　榱嗽诠べ|(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)?！　　　　?．何謂工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)？常用的狀態(tài)參數(shù)有幾個？基本狀態(tài)參數(shù)有幾個？　　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、內(nèi)能等，基本狀態(tài)參數(shù)有溫度、壓力、比容?！　　　　?．什么叫溫度、溫標？常用的溫標形式有哪幾種？　　　溫度是衡量物體冷熱程度的物理量。對溫度高低量度的標尺稱為溫標。常用的有攝氏溫標和絕對溫標?！　　、艛z氏溫標。規(guī)定在標準大氣壓下純水的冰點為0℃，沸點為100℃，在0℃與100℃之間分成100個格，每格為1℃，這種溫標為攝氏溫標，用℃表示單位符號，用t作為物理量符號。?、平^對溫標。規(guī)定水的三相點（水的固、液、汽三相平衡的狀態(tài)點）。絕對溫標與攝氏溫標的每刻度的大小是相等的，但絕對溫標的0K，則是攝氏溫標的－℃。絕對溫標用K作為單位符號，用T作為物理量符號。攝氏溫標與絕對溫標的關(guān)系為 t＝T－℃?！　　?．什么叫壓力？壓力的單位有幾種表示方法？　單位面積上所受到的垂直作用力稱為壓力。用符號“p”表示，即 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?！毫Φ膯挝挥校骸、艊H單位制中表示壓力采用N/m2，名稱為[帕斯卡]，符號是Pa?！?Pa=1N/m2，在電力工業(yè)中，機組參數(shù)多采用MPa（兆帕），1MPa=106N/m2?！、埔砸褐叨缺硎緣毫Φ膯挝挥校汉撩姿╩mH2O）、毫米汞柱（mmHg），1 mmHg=133 N/m2，1 mmH2O= N/m2?！　　、枪こ檀髿鈮旱膯挝粸閗gf/cm2，常用at作代表符號，1at= N/m2， kgf/cm2，符號是atm，1 atm=10⒌N/m2?！　　　?．什么叫絕對壓力、表壓力？　　容器內(nèi)工質(zhì)本身的實際壓力稱為絕對壓力，用符號p表示。工質(zhì)的絕對壓力與大氣壓力的差值為表壓力，用符號pg表示。因此，表壓力就是我們用表計測量所得的壓力，大氣壓力用符號patm表示?！　〗^對壓力與表壓力之間的關(guān)系為：　 pa＝pg＋p atm 或 pg＝p a－p atm （1—2）　　　6．什么叫真空和真空度？　　當容器中的壓力低于大氣壓力時，把低于大氣壓力的部分叫真空。用符號“pv”表示。其關(guān)系式為：　 pv＝patm－pa (1—3)　　發(fā)電廠有時用百分數(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數(shù)，即：　 真空度＝pv / patm100% (1—4)　完全真空時真空度為100%，若工質(zhì)的絕對壓力與大氣壓力相等時，真空度為零?！　　±纾耗魉y真空表的讀數(shù)為7100mmHg，大氣壓力計讀數(shù)為750 mmHg，求凝汽器內(nèi)的絕對壓力和真空度各為多少？　　　根據(jù) pa＝(patm－pv) / ＝(750－710)／＝＝　　　真空度＝pv／pamb100%＝710／750100%＝%　　　　　7．什么叫比容和密度？它們之間有什么關(guān)系？　　單位質(zhì)量的物質(zhì)所占有的容積稱為比容。用小寫的字母ν表示，即：　　　 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?！　”热莸牡箶?shù)，即單位容積的物質(zhì)所具有的質(zhì)量，稱為密度，用符號“ρ”，單位為kg/m3?！”热菖c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立的兩個參數(shù)，而是同一個參數(shù)的兩種不同的表示方法?！　　?．什么叫平衡狀態(tài)？　在無外界影響的條件下，氣體的狀態(tài)不隨時間而變化的狀態(tài)叫做平衡狀態(tài)。只有當工質(zhì)的狀態(tài)是平衡狀態(tài)時，才能用確定的狀態(tài)參數(shù)值去描述。只有當工質(zhì)內(nèi)部及工質(zhì)與外界間，達到熱的平衡（無溫差存在）及力的平衡（無壓差存在）時，才能出現(xiàn)平衡狀態(tài)?！　　　　?．什么叫標準狀態(tài)？　105Pa（1個標準大氣壓），溫度為0℃()時的狀態(tài)稱為標準狀態(tài)?！　　　?0．什么叫參數(shù)坐標圖？　　　以狀態(tài)參數(shù)為直角坐標表示工質(zhì)狀態(tài)及其變化的圖稱參數(shù)坐標圖。參數(shù)坐標圖上的點表示工質(zhì)的平衡狀態(tài)，由許多點相連而組成的線表示工質(zhì)的熱力過程。如果工質(zhì)在熱力過程中所經(jīng)過的每一個狀態(tài)都是平衡狀態(tài)，則此熱力過程為平衡過程，只有平衡狀態(tài)及平衡過程才能用參數(shù)坐標圖上的點及線來表示?！　　?1．什么叫功？其單位是什么？　　　功是力所作用的物體在力的方向上的位移與作用力的乘積。功的大小根據(jù)物體在力的作用下，沿力的作用方向移動的位移來決定，改變它的位移，就改變了功的大小，可見功不是狀態(tài)參數(shù)，而是與過程有關(guān)的一個量。　功的計算式為：　 W＝FS ( J ) （1—6）　式中 F——作用力，N；　　　 S——位移，m?！　　挝粨Q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間之比，也就是單位時間內(nèi)所做的功。即：　　　 P＝W／t （ W ） (1—7)　　　式中 W——功，J；　 t——做功的時間，s?！」β实膯挝痪褪峭咛兀?瓦特＝1焦耳／秒?！　　　　?3．什么叫能？　物質(zhì)做功的能力稱為能。能的形式一般有：動能、位能、光能、電能、熱能等。熱力學中應(yīng)用的有動能、位能和熱能等?！　　?4．什么叫動能？物體的動能與什么有關(guān)？　　物體因為運動而具有做功的本領(lǐng)叫動能。動能與物體的質(zhì)量和運動的速度有關(guān)。速度越大，動能就越大；質(zhì)量越大，動能也越大?！　幽馨聪率接嬎悖骸　? Ek＝1/2mc2 （kJ） (1—8)　式中 m——物體質(zhì)量，kg；　　　 c——物體速度，m／s?！幽芘c物體的質(zhì)量成正比，與其速度的平方成正比?！　　　?5．什么叫位能？　　　由于相互作用，物體之間的相互位置決定的能稱為位能?！　　∥矬w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?！　　　　?6．什么叫熱能？它與什么因素有關(guān)？　　　物體內(nèi)部大量分子不規(guī)則的運動稱為熱運動。這種熱運動所具有的能量叫熱能，它是物體的內(nèi)能?！　崮芘c物體的溫度有關(guān)，溫度越高，分子運動的速度越快，具有的熱能就越大?！　　　?7．什么叫熱量？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程有關(guān)，只有在能量傳遞的熱力過程中才有功和熱量的存在，沒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)。　　　18．什么叫機械能？　物質(zhì)有規(guī)律的運動稱為機械運動。機械運動一般表現(xiàn)為宏觀運動。物質(zhì)機械運動所具有的能量叫機械能?！　　　?9．什么叫熱機？　　把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的設(shè)備稱為熱機。如汽輪機、內(nèi)燃機、蒸汽機、燃輪氣機等。　　　　20．什么叫比熱容？影響比熱容的主要因素有哪些？　　　單位數(shù)量（質(zhì)量或容積）的物質(zhì)溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量，稱為氣體的單位熱容量，簡稱為氣體的比熱容。比熱容表示單體數(shù)量的物質(zhì)容納或貯存熱量的能力。物質(zhì)的質(zhì)量比熱容符號為c，單體為kJ／(kg℃)?！　　∮绊懕葻崛莸闹饕蛩赜袦囟群图訜釛l件，一般說來，隨著溫度的升高，物質(zhì)比熱容的數(shù)值也增大；定壓加熱的比熱容大于定容加熱的比熱容。此外，還有分子中原子數(shù)目、物質(zhì)性質(zhì)、氣體的壓力等因素也會對比熱容產(chǎn)生影響?！　　　?1．什么叫熱容量？它與比熱有何不同？　熱容Q＝mc，熱容的大小等于物體質(zhì)量與比熱的乘積，熱容與質(zhì)量有關(guān)，比熱容與質(zhì)量無關(guān)，對于相同質(zhì)量的物體，比熱容大的熱容大，對于同一物質(zhì)，質(zhì)量大的熱容大。　　　　22．如何用定值比熱容計算熱量？　　在低溫范圍內(nèi)，可近似認為比熱值不隨溫度的變化而改變，即比熱容為某一常數(shù)，此時熱量的計算式為：　 q＝c(t2－t1) kJ／kg (1—9)　　　　23．什么叫內(nèi)以能？　氣體內(nèi)部分子運動所形成的內(nèi)動能和由于分子相互之間的吸引力所形成的內(nèi)位能的總和稱為內(nèi)能?！　　ˇ瘫硎?kg氣體的內(nèi)能，U表示mkg氣體的內(nèi)能。　　　即：　　 U＝mμ （1—10）　　　　　　24．什么叫內(nèi)動能？什么叫內(nèi)位能？它們由何決定？　　　氣體內(nèi)部分子熱運動的動能叫內(nèi)動以能，它包括分子的移動動能，分子的轉(zhuǎn)動動能和分子內(nèi)部的振動動能等。從熱運動的本質(zhì)來看，氣體溫度越高，分子的熱運動越激烈，所以內(nèi)動能決定于氣體的溫度。氣體內(nèi)部分子克服相互間存在的吸引力具有備用的位能，稱為內(nèi)位能，它氣體的比容有關(guān)。　　　　25．什么叫焓？　　　在某一狀態(tài)下單位質(zhì)量工質(zhì)比容為ν，所受壓力為p，為反抗此壓力，該工質(zhì)必須具備pv的壓力位能。單位質(zhì)量工質(zhì)內(nèi)能和壓力位能之和稱為比焓?！　　?6．什么叫熵？　　在沒有摩擦的平衡過程中，單位質(zhì)量的工質(zhì)吸收的熱量dq與工質(zhì)吸熱時的絕對溫度T的比值叫熵的增加量。其表達式：　　　 ΔS＝dq／T。　　　其中ΔS＝S2－S1是熵的變化量，熵的單位是（kJ/kgk），　　　若某過程中氣體的熵增加，即ΔS＞0，則表示氣體是吸熱過程?！　　∪裟尺^程中氣體的熵減少，即ΔS＜0，則表示氣體是放熱過程?！　∪裟尺^程中氣體的熵不變，即ΔS＝0，則表示氣體是絕熱過程。　　　　　27．什么叫理想氣體？什么叫實際氣體？　氣體分子間不存在引力，分子本身不占有體積的氣體叫理想氣體。反之，氣體分子間存在著引力，分子本身占有體積的氣體叫實際氣體?！　　　　?8．火電廠中什么氣體可看作理想氣體？什么氣體可看作實際氣體？　在火力發(fā)電廠中，空氣、燃氣、煙氣可以作為理想氣體看待，因為它們遠離液態(tài)，與理想氣體的性質(zhì)很接近?！　　≡谡羝麆恿υO(shè)備中，作為工質(zhì)的水蒸汽，因其壓力高，比容小，即氣體分子間的距離比較小，分子間的吸引力也相當大。離液態(tài)接近，所以水蒸汽應(yīng)作為實際氣體看待?！　　?9．理想氣體的基本定律有哪些？其內(nèi)容是什么？　　　理想氣體的三個基本定律是：（1）波義耳—馬略特定律；（2）查理定律；（3）蓋呂薩克定律。其具體內(nèi)容：　　?。?）波義耳—馬略特定律：當氣體溫度不變時，壓力與比容成反比變化。用公式表示：　　 p1ν1＝p2ν2 （1—11）　　氣體質(zhì)量為m時：　 p1V1＝p2V2（其中V＝mν）。 （1—12）　?。?）查理定律：氣體比容不變時，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，比容與溫度成正比變化，對于質(zhì)量為m的氣體，壓力不變時，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）　　　　　　30．什么是熱力學第一定律，它的表達式是怎樣的？　熱可以變?yōu)楣Γ梢宰優(yōu)闊?，一定量的熱消失時，必產(chǎn)生一定量的功，消耗一定量的功時，必出現(xiàn)與之對應(yīng)的一定量的熱?！崃W第一定律的表達式如下：　 Q＝Aω （1—15）　　式中A在工程單位制中A＝1／427 kcal／（kgfm）在國際單位制中，工程熱量均用焦耳（J）為單位，則A＝1即Q＝ω?！「綀D閉口系統(tǒng)內(nèi)（不考慮工質(zhì)的進出），外界給系統(tǒng)輸入的能量是加入的熱量q，系統(tǒng)向外界輸出的能量為功W，系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)本身所具有的能量只是內(nèi)能μ，根據(jù)能量轉(zhuǎn)換與守恒定律可知，　　輸入系統(tǒng)的能量－輸出系統(tǒng)的能量＝系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)本身能量的增量，即當工質(zhì)為1kg時：　　　 q－ω＝Δμ　當工質(zhì)為m公斤時則：　　　Q－W＝ΔU （1—16）　上兩式中 q，Q——外界加給工質(zhì)的熱量，