【正文】 88．汽輪機(jī)起、停和工況變化時(shí)，哪些部位熱應(yīng)力最大？ 汽輪機(jī)起、停和工況變化時(shí)，最大熱應(yīng)力發(fā)生的部位通常是：高壓缸的調(diào)節(jié)級(jí)處，再熱機(jī)組中壓缸的進(jìn)汽區(qū)，高壓轉(zhuǎn)子在 調(diào)節(jié)級(jí)前后的汽封處、中壓轉(zhuǎn)子的前汽封處等。當(dāng)調(diào)節(jié)級(jí)的蒸汽溫度升到滿(mǎn)負(fù)荷所對(duì)應(yīng)的蒸汽溫度時(shí)，蒸汽溫度變化率為零，此時(shí)金屬部件內(nèi)部溫差達(dá)到最大值，在溫升率變化曲線(xiàn)上這一點(diǎn)稱(chēng)為準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)點(diǎn)，準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)點(diǎn)附近的區(qū)域?yàn)闇?zhǔn)穩(wěn)態(tài)區(qū)。低壓微過(guò)熱蒸汽的放熱系數(shù)較小。 86．蒸汽與金屬表面間的對(duì)流放熱有何特點(diǎn)？ 金屬的表面溫度達(dá)到加熱蒸汽壓力下的飽和溫度以上時(shí)，蒸汽與金屬表面的熱傳遞以對(duì)流放熱方式進(jìn)行，蒸汽的對(duì)流放熱系數(shù)要比凝結(jié)放熱系數(shù)小得多。冷態(tài)起動(dòng)初始階段，由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的離心力，蒸汽對(duì)轉(zhuǎn)子表面的放熱屬于珠狀凝結(jié)。 K）之間。 ⑴ 蒸汽在金屬表面凝結(jié)形成水膜，而后蒸汽凝結(jié)時(shí)放出的汽化潛熱通過(guò)水膜傳給金屬表面，這種方式叫膜狀凝結(jié)。 21 85．蒸汽與金屬表面間的凝結(jié)放熱有哪些特點(diǎn)？ 總的來(lái)說(shuō)，由于凝結(jié)放熱時(shí)熱交換是通過(guò)蒸汽凝結(jié)放出汽化潛熱的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，故其放熱系數(shù)一般較大。冷水進(jìn)入汽缸、軸封體內(nèi)，強(qiáng)烈的熱交換造成很大的熱沖擊，往往引起金屬部件變形。突然加負(fù)荷時(shí)，蒸汽溫度升高，放熱系數(shù)增加很大，短時(shí)間內(nèi)蒸汽與金屬間有大量熱交換，產(chǎn)生的熱沖擊更大。 ⑶ 負(fù)荷大幅度變化造成的熱沖擊。 ⑵ 極熱態(tài)起動(dòng)時(shí)造成的熱沖擊。 83．造成汽輪機(jī)熱沖擊的原因有哪些？ 汽輪機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生熱沖擊主要有以下幾種原因： ⑴ 起動(dòng)時(shí)蒸汽溫度與金屬溫度不匹配。 82．什么叫熱沖擊？ 金屬材料受到急劇的加熱和冷卻時(shí) ，其內(nèi)部將產(chǎn)生很大的溫差，從而引起很大的沖擊熱應(yīng)力，這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱沖擊。金屬材料在無(wú)限多次交變應(yīng)力作用下，不致引起斷裂的最大應(yīng)力稱(chēng)為疲勞極限或疲勞強(qiáng)度。這種載荷稱(chēng)為交變載荷，交變載荷在零件內(nèi)部將引起隨時(shí)間而變化的應(yīng)力，稱(chēng)為交變應(yīng)力。硬度是指金屬材料抵抗硬物壓入其表面的能力。當(dāng)應(yīng)力繼續(xù)增大，金屬在大量塑性變形之后即發(fā)生斷裂。即應(yīng)力超過(guò)材料的屈服極限時(shí)，在應(yīng)力去除后變形不能完全消失，而有殘留變形存在，這部分殘留變形即為塑性變形。即在應(yīng)力不大的情況下變形量隨應(yīng)力值成正比例增加，當(dāng)應(yīng)力去除后變形完全消失。 78．什么叫變形？變形過(guò)程有哪三個(gè)階段？ 金屬材料在外力作用下，所引起尺寸和形狀的變化稱(chēng)為 變形。 強(qiáng)度極限是指材料斷裂時(shí)的應(yīng)力 。 所謂彈性極限是指材料在外力作用下產(chǎn)生彈性變形的最大應(yīng)力。 76．什么叫強(qiáng)度？強(qiáng)度指標(biāo)通常有哪些？ 強(qiáng)度是指金屬材料在外力作用下抵抗變形和破壞的能力。 75．何謂金屬的機(jī)械性能？ 金屬的機(jī)械性能是金屬材料在外力作用下表現(xiàn)出來(lái)的特性。應(yīng)力交遞變化，對(duì)設(shè)備有不利的影響，同時(shí)負(fù)水錘時(shí)，如壓力降得過(guò)低可能使管中產(chǎn)生不利的真空，在外界壓力的作用下，會(huì)將管道擠扁。 水錘有正水錘和負(fù)水錘之分，它們的危害有： 正水錘時(shí)，管道中的壓力升高，可以超過(guò)管中正常壓力的幾十倍至幾百倍，以致管壁產(chǎn)生很大的應(yīng)力，而壓力的 反復(fù)變化將引起管道和設(shè)備的振動(dòng)，管道的應(yīng)力交變變化，將造成管道、管件和設(shè)備的損壞。 實(shí)際流速與平均流速的區(qū)別：過(guò)流斷面上各點(diǎn)的實(shí)際流速是不相同的，而平均流速在過(guò)流斷面上是相等的（這是由于取算術(shù)平均值而得）。其數(shù)量用體積表示，稱(chēng)為體積流量，常用 m3／ s或 m3／ h 表示；其數(shù)量用重量表示，稱(chēng)為重量流量，常用 kg／ s 或 kg／ h 表示。在實(shí)際應(yīng)用中只用下臨界雷諾數(shù)，對(duì)于圓管中的流動(dòng)， Re＜ 2300 為層流，當(dāng) Re＞ 2300 為紊流。 Re＝ cd／ ν （ 1— 32） 18 式中 c—— 流體的流速， m／ s； d—— 管道內(nèi)徑， m； ν —— 流體的運(yùn)動(dòng)粘度， m2／ s。 發(fā)電廠(chǎng)的汽、水、風(fēng)、煙等各種管道系統(tǒng)中的流動(dòng)，絕大多數(shù)屬于紊流運(yùn)動(dòng)。 71．層流與紊流各有什么流動(dòng)特點(diǎn)？在汽水系統(tǒng)上常遇到哪一種流動(dòng)？ 層流的流動(dòng)特點(diǎn)：各層間液體互不混雜， 液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線(xiàn)或是有規(guī)則的平滑曲線(xiàn)。 層流是各流體微團(tuán)彼此平行地分層流動(dòng)，互不干擾與混雜。 注：物質(zhì)分固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三相，相變就是指其狀態(tài)變化。 ⑸流體的物理性質(zhì)。 ⑷幾何因素影響。 ⑶流體的流態(tài)。 ⑵流體有無(wú)相變。流體流動(dòng)的動(dòng)力有兩種：一種是自由流動(dòng)；一種是強(qiáng)迫流動(dòng)。 在電廠(chǎng)中利用對(duì)流換熱的設(shè)備較多，如煙氣 流過(guò)對(duì)流過(guò)熱器與管壁發(fā)生的熱交換；在凝汽器中，銅管內(nèi)壁與冷卻水及銅管外壁與汽輪機(jī)排汽之間發(fā)生的熱交換。 68．什么叫對(duì)流換熱？舉出在電廠(chǎng)中幾個(gè)對(duì)流換熱的實(shí)例。 67．什么叫導(dǎo)熱系數(shù)？導(dǎo)熱系數(shù)與什么有關(guān)？ 導(dǎo)熱系數(shù)是表明材料導(dǎo)熱能力大小的一個(gè)物理量，又稱(chēng)熱導(dǎo)率，它在數(shù)值上等于壁的兩表面溫差為 1℃，壁厚等于 1m 時(shí)，在單位壁面積上每秒鐘所傳遞的熱量。 66．什么叫穩(wěn)定導(dǎo)熱？ 物體各點(diǎn)的溫度不隨時(shí)間而變化的導(dǎo)熱叫做穩(wěn)定導(dǎo) 熱。 高溫物體的部分熱能變?yōu)檩椛淠?，以電磁波的形式向外發(fā)射到接收物體后，輻射能再轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，而被吸收? 直接接觸的物體各部分之間的熱量傳遞現(xiàn)象叫導(dǎo)熱。 65．何謂換熱？換熱有哪幾種基本形式？ 物體間的熱量交換稱(chēng)為換熱。 16 64．什么的熱電合供循環(huán)？其方式有幾種？ 在發(fā)電廠(chǎng)中利用汽輪機(jī)中做過(guò)功的蒸汽，（抽汽或排汽）的熱量供給熱用戶(hù)，可以避免或減少在凝汽器中的冷源損失，使發(fā)電廠(chǎng)的熱效率提高，這種同時(shí)生產(chǎn)電能和熱能的生產(chǎn)過(guò)程稱(chēng)為熱電合供循環(huán)。雖然提高初溫可以降低終濕度，但提高初溫度受金屬材料耐溫性能的 限制，因此對(duì)終濕度改善較少；采用中間再熱循環(huán)有利于終濕度的改善，使得終濕度降到允許的范圍內(nèi)，減輕濕蒸汽對(duì)葉片的沖蝕，提高低壓部分的內(nèi)效率。 62．什么叫再熱循環(huán)？ 再熱循環(huán)就是把汽輪機(jī)高壓缸已經(jīng)做了部分功的蒸汽再引入鍋爐的再熱器，重新加熱，使蒸汽溫度又提高到初溫度，然后再引回汽輪機(jī)中、低壓缸內(nèi)繼續(xù)做功，最后的乏汽排入凝汽器的一種循環(huán)。 因此，在蒸汽初參數(shù)、終參數(shù)相同的情況下，采用給水回?zé)嵫h(huán)的熱效率比朗肯循環(huán)熱效率高。這樣可使抽汽不在凝汽器中冷凝放熱，減少了冷源損失。 60．什么叫給水回?zé)嵫h(huán) 把汽輪機(jī)中部分做過(guò)功的蒸汽抽出，送入加熱器中加熱給水，這種循環(huán)叫給水回?zé)嵫h(huán)。 都由參數(shù) p2決定，所以朗肯循環(huán)效率取決于過(guò)熱蒸汽的初參數(shù) p t1和終參數(shù) p2。 ，而 h1由過(guò)熱蒸汽的初參數(shù) p t1 決定。 ） （ 1— 31） 59．影響朗肯循環(huán)效率的因素有哪些？ 從朗肯循環(huán)效率公式η ＝（ h1－ h2） ／（ h1－ h2185。 。 —— 凝結(jié)水焓， kJ／ kg。 1kg 排汽在冷凝器中定壓放出熱量為： q2＝ h2－ h2185。 58．朗肯循環(huán)的熱效率如何計(jì)算？ 根據(jù)效率公式 η ＝ ω ／ q1＝（ q1－ q2） ／ q1 （ 1— 27） 式中 q1—— 1kg 蒸汽在鍋爐中定壓吸收的熱量， kJ／ kg； q2—— 1kg 蒸汽在凝汽器中定壓放出的熱量， kJ／ kg。 ⑶．凝汽器：作用是將汽輪機(jī)排汽定壓下冷卻，凝結(jié)成飽和水，即凝結(jié)水。 ⑴．鍋爐：包括省煤器、爐膛、水冷壁和過(guò)熱器，其作是將給水定壓加熱，產(chǎn)生過(guò) 14 熱蒸汽，通過(guò)蒸汽管道，送入汽輪機(jī)。并以水泵代替卡諾循環(huán)中的壓縮機(jī)使凝結(jié)水重又進(jìn)入鍋爐受熱，這樣組成的汽 水基本循環(huán)，稱(chēng)之為朗肯循環(huán)。 節(jié)流過(guò)程中如果工質(zhì)與外界沒(méi)有熱交換，則稱(chēng)之為絕熱節(jié)流。漸縮噴管的截面是逐漸縮小的；而縮 放噴管的截面先收縮后擴(kuò)大。將（ q－Δμ）這部分?jǐn)?shù)量的熱能所轉(zhuǎn)變成的功叫膨脹功，它是一種氣體容積變化功，用符號(hào)ω表示，對(duì)一般流動(dòng)系統(tǒng) ω＝ q－Δμ＝（ p2ν 2－ p1ν 1）＋ 1/2（ c22－ c12）＋ g（ z2－ z1） （ 1— 26） 54．什么叫噴管？電廠(chǎng)中常用哪幾種噴管？ 凡用來(lái)使氣流降壓增速的管道叫噴管。 與外界沒(méi)有熱交換的流動(dòng)稱(chēng)為絕熱流動(dòng)。 13 干飽和蒸汽定壓加熱變成過(guò)熱蒸汽，過(guò)熱過(guò)程吸收的熱量叫過(guò)熱熱。 51．什么叫液體熱、汽化熱、過(guò)熱熱？ 把水加熱到飽和水時(shí)所加入的熱量，稱(chēng)為液體熱。 50．水蒸氣狀態(tài)參數(shù)如何確定？ 由于水蒸氣屬于實(shí)際氣體，其狀態(tài)參數(shù)按實(shí)際氣體的狀態(tài)方程計(jì)算非常 復(fù)雜，而且溫差較大不適應(yīng)工程上實(shí)際計(jì)算的要求，因此，人們?cè)趯?shí)際研究和理論分析計(jì)算的基礎(chǔ)上，將不同壓力下水蒸氣的比體積、溫度、焓、熵等列成表或繪成圖。 400℃的液態(tài)水？ 不存在。 48．什么叫臨界點(diǎn)？水蒸汽的臨界參數(shù)為 多少？ 隨著壓力的增高，飽和水線(xiàn)與干飽和蒸汽線(xiàn)逐漸接近，當(dāng)壓力增加到某一數(shù)值時(shí)，二線(xiàn)相交，相交點(diǎn)即為臨界點(diǎn)。 47．什么叫干度？什么叫濕度？ 1kg 濕蒸汽中含有干蒸汽的重量百分?jǐn)?shù)叫做干度，用符號(hào) χ表示： χ＝干蒸汽的重量／濕蒸汽的重量 （ 1— 25） 干度是濕蒸汽的一個(gè)狀態(tài)參數(shù)，它表示濕蒸汽的干燥程度；χ值越大則蒸汽越干燥。濕飽和蒸汽繼續(xù)在定壓條件下加熱，水完全汽化成蒸汽時(shí)的狀態(tài)叫干飽和蒸汽。同時(shí)蒸汽分子的平均運(yùn)動(dòng)速度也隨著增加，這樣就使得蒸汽分子對(duì)器壁的碰撞增強(qiáng)，其結(jié)果使得壓力增大，所以說(shuō)：飽和壓力隨飽和溫度升高而增高。飽和狀態(tài)的水稱(chēng)為飽和水；飽和狀態(tài)下的蒸汽稱(chēng)為飽和蒸汽。 處于動(dòng)態(tài)平衡的汽、液共存的狀態(tài)叫飽和狀態(tài)。 ②在凝結(jié)溫度下，水從水蒸氣中不斷吸收熱量，則水蒸氣可以不斷凝結(jié)成水，并保持溫度不變。 水蒸氣凝結(jié)有以下特點(diǎn)： ①一定壓力下的水蒸氣，必須降到該壓力所對(duì)應(yīng)的凝結(jié)溫度才開(kāi)始凝結(jié)成液體。 液體表面和內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行的劇烈的汽化現(xiàn)象叫沸騰。它分為蒸發(fā)和沸騰兩種形式。也就是說(shuō) ，在沒(méi)有溫差的體系中，無(wú)法實(shí) 11 現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的熱力循環(huán)，或者說(shuō)，只有一個(gè)熱源裝置而無(wú)冷卻裝置的熱機(jī)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。也就是說(shuō)， q2損失只能減少而無(wú)法避免。 41．從卡諾循環(huán)的熱效率得出哪些結(jié)論？ 從 η ＝ 1－Τ 2／Τ 1 中可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論： ①卡諾循環(huán)的熱效率決定于熱源溫度Τ 1 和冷源溫度Τ 2，而與工質(zhì)性質(zhì)無(wú)關(guān)，提高T1和降低 T1，可以提高循環(huán)熱效率。 39．什么叫熱力循環(huán)？ 工質(zhì)從某一狀態(tài)點(diǎn)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一系列的狀態(tài)變化又回到原來(lái)這一狀態(tài)點(diǎn)的封閉變化過(guò)程叫做熱力循環(huán)，簡(jiǎn)稱(chēng)循環(huán)。它有兩種敘述方法： ①?gòu)哪芰總鬟f角度來(lái)講：熱不可以能自發(fā)地不付代價(jià)地，從低溫 物體傳至高溫物體。 38．簡(jiǎn)述熱力學(xué)第二定律。在有能量損耗的不可逆過(guò)程中，雖然外界沒(méi)有加入熱量，但工質(zhì)要吸收由于摩擦、擾動(dòng)等損耗而轉(zhuǎn)變成的熱量，這部分熱量使工質(zhì)的熵是增加的，這時(shí)絕熱過(guò)程不為等熵過(guò)程。 37．什么叫等熵過(guò)程？ 10 熵不變的熱力過(guò)程稱(chēng)為等熵過(guò)程。 ω＝ [1／（ k－ 1） ]（ p1ν 1－ p2ν 2） （ 1— 23） k 為絕熱指數(shù)，與工質(zhì)的原子個(gè)數(shù)有關(guān)。如汽輪機(jī)為了減少散熱損失，汽缸外側(cè)包有絕熱材料，而工質(zhì)所進(jìn)行的膨脹過(guò)程極快，在極短時(shí)間內(nèi)來(lái)不及散熱，其熱量損失很小 ，可忽略不計(jì)，故常把工質(zhì)在這些熱機(jī)中的過(guò)程作為絕熱過(guò)程處理。 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。＋ω （ 1— 17） q＝ T(S2－ S1)。由理想氣體狀態(tài)方程 pν＝ R T 9 對(duì)一定的工質(zhì)則 pν＝ RT＝常數(shù)，即等溫過(guò)程中壓力與比容成反比。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內(nèi)能。＝ 181。因Δν＝ 0，所以容積變化功ω＝ 0，則 q＝Δ 181。 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。 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。 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。 m）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。用公式表示： ν 1／Τ 1＝ν 2／Τ 2 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?，一定量的熱消失時(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。 （ 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。其具體內(nèi)容： （ 1）波義耳 — 馬略特定律：當(dāng)氣體溫度不變時(shí)，壓力與比容成反比變化。離液態(tài)接近，所以水蒸汽應(yīng)作為實(shí)際氣體看待。