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簡介：能源發(fā)展概述,長沙電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院動力系曾旭華,時(shí)代呼喚新能源,（一）人類與能源的關(guān)系,,人類生存和發(fā)展的三要素物質(zhì)、能量與信息。因此，能源的發(fā)展史直接影響人類的發(fā)展史。,1、能源發(fā)展的里程碑,原始社會火的使用18世紀(jì)蒸汽機(jī)的發(fā)明與利用19世紀(jì)電能的使用20世紀(jì)以核能為代表的新能源的利用2、認(rèn)識能源,,,,,,人們通常按形態(tài)與應(yīng)用方式對能源進(jìn)行分類。一般分為固體燃料、液體燃料、氣體燃料、水能、電能、太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、核能、海洋能和地?zé)崮?。其中，前三類統(tǒng)稱化石燃料或化石能源。已被人類認(rèn)識的這些能源，在一定條件下可以轉(zhuǎn)換為人們所需的各種形式的能量。在我們生活的地球上，能源形形色色。總起來說有三個(gè)初始來源。,未來對能源的要求有足夠滿足人類生存和發(fā)展所需要的儲量，并且不會造成影響人類生存的環(huán)境污染問題。,3、未來對能源的需求未來的人類社會依然要依賴于能源，依賴于能源的可持續(xù)發(fā)展。因此，我們須現(xiàn)在就很清楚地了解地球上的能源結(jié)構(gòu)和儲量，發(fā)展必須開發(fā)的能源利用技術(shù)，才能使人類的生存得于永久維持。,世界及我國能源儲量和分布世界能源儲量和分布目前，人類使用的能源最主要是非再生能源，如石油、天然氣、煤炭和裂變核燃料約占能源總消費(fèi)量的90％左右，再生能源如水力、植物燃料等只占10％左右。世界能源儲量最多是太陽能，在再生能源中占9944％，而水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、生物能等不?％。在非再生能源中，利用海水中的氘資源產(chǎn)生的人造太陽能（聚變核能）幾乎占100％，煤炭、石油、天然氣、裂變核燃料加起來也不足千萬分之一。所以，人類使用的能源歸根到底要依靠太陽能，太陽能是人類永恒發(fā)展的能源保證。世界能源儲量分布是不平衡的。石油儲量最多地區(qū)是中東占568；天然氣和煤炭儲量最多是歐洲，各占546和45。亞洲大洋洲除煤炭稍多（占18）以外，石油、天然氣都只有5多一點(diǎn)。據(jù)預(yù)測，全世界石油儲量只夠開采30～40年，天然氣約60年，煤炭200年。,我國能源儲量和分布我國有著豐富的能源資源。世界各國有的能量資源我國都有。我國煤炭資源（探明儲量）和水力資源均居世界第一位；石油資源占世界第十一位；天然氣資源占世界第十四位；太陽能資源居世界第二位；潮汐、地?zé)?、風(fēng)力和核燃料資源都很豐富。但人均占有量很少，只有世界平均水平的一半。我國能源資源地區(qū)分布不均衡。煤炭探明儲量7690億噸，主要集中在華北和西北，各占593和192，西南占96，華東占58，中南34％，東北27％。石油探明儲量25億噸，天然氣儲量3800億立米，主要分布在黑龍江、遼寧、河北、河南、山東、四川、甘肅和新疆等省區(qū)內(nèi)?？砷_發(fā)水力資源有378億千瓦，年發(fā)電量192億千瓦時(shí)，主要集中在西南，占68％，中南占152％，西北占10％，華東占36％，東北占2％，華北占12％。我國太陽能和風(fēng)能資源豐富，有很大利用潛力。,資源有限，分布欠佳,煤北方，缺水油氣西北，輸送困難水能西南，輸送困難負(fù)荷中心沿海、京津唐,中國能源探明儲量在世界上的地位,需求量大,浪費(fèi)嚴(yán)重,需求量大,能源需求預(yù)測,保守的預(yù)測，2035能源翻一番。兩種可能經(jīng)濟(jì)發(fā)展一般；或節(jié)能效果好,大約2030年總量與美國持平，但人均值仍地低于世界人均值,結(jié)構(gòu)畸形，環(huán)境惡化,結(jié)構(gòu)畸形油、氣、核奇少，煤最多,SO2排放第一（煤質(zhì)差）,CO2排放第二，2020年左右將超過美國而成第一,中國能源結(jié)構(gòu)與世界比較,環(huán)境惡化,全球污染最嚴(yán)重十大城市中，中國占七個(gè),我國因酸雨而造成的經(jīng)濟(jì)損失約占GDP的5,據(jù)歐盟專題研究，燃煤造成環(huán)境損失將使煤電價(jià)格翻番,中國水能資源特點(diǎn),中國水能蘊(yùn)藏量1萬KW以上的河流300多條，水能資源豐富程度居世界第一。全國水力資源普查結(jié)果表明，我國水能蘊(yùn)藏量為676億KW，相應(yīng)的年電量可達(dá)602萬億KWＨ，總計(jì)約占世界總量的1/6。中國水能資源有三大特點(diǎn)一是資源總量十分豐富，但人均資源量并不富裕。二是水電資源分布不均衡，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)狀極不匹配。從河流看，我國水電資源主要集中在長江、黃河的中上游，雅魯藏布江的中下游，珠江、瀾滄江、怒江和黑龍江上游，這七條江河可開發(fā)的大、中型水電資源都在1000萬KW以上，總量約占全國大、中型水電資源量的90％。三是江、河來水量的年內(nèi)和年際變化大。,4、現(xiàn)有能源對環(huán)境的污染,大氣中的五種污染氮氧化物（如NO與NO2）、二氧化硫（SO2）、各種懸浮顆粒物、一氧化碳（CO）和碳?xì)浠衔铮ㄈ鏑H4、C2H6、C2H4等）。主要來源①煤、石油等化石燃料的燃燒；②汽車排放的廢氣；③工業(yè)生產(chǎn)（如各種化工廠、煉焦廠等）產(chǎn)生的廢氣。而其中燃燒化石燃料的火力發(fā)電廠是最大的固定污染源。,表11世界CO2排放量統(tǒng)計(jì),大氣污染對全球造成的危害,酸雨問題酸雨已被公認(rèn)為當(dāng)前全球性區(qū)域環(huán)境污染問題之一。酸雨中所含的主要成分硫酸與硝酸，正是來源于空氣中的SO2和氮氧化物與大氣中水蒸汽的反應(yīng)；生成的酸液隨同雨雪降下形成酸雨。酸雨對環(huán)境、生態(tài)與生物體的影響十分嚴(yán)重。酸雨進(jìn)入地表、江河，會破壞土壤，影響農(nóng)作物生長，造成生物體死亡，森林大面積消亡，破壞生態(tài)平衡。酸雨對建筑物也有腐蝕作用。,溫室效應(yīng)化石燃料燃燒所放出大量CO2。由于大氣中的CO2容易吸收長波輻射，所以太陽的短波輻射可以透過大氣層射入地面，而地面溫度增高所放出的長波熱輻射卻被大氣中逐年增加的CO2氣體吸收，無法散逸出高空，地球就象蓋上了一層“厚厚的毯子”，處于“溫室”之中，就是所謂的“溫室效應(yīng)”，最終導(dǎo)致地球氣溫變暖。溫室效應(yīng)將導(dǎo)致寒帶和地球兩極的冰川將大量融化，而使得海平面上升，淹沒地勢較低的沿海地區(qū)；同時(shí)也會使干旱地區(qū)更加干熱，形成高溫?zé)崂?，出現(xiàn)更多的颶風(fēng)與龍卷風(fēng)等自然災(zāi)害??。地球?qū)⒃絹碓讲贿m于人類和生物的生存。,臭氧層破壞包圍地球的大氣層中有一層“保護(hù)膜”，就是臭氧層，它位于距地面25至30公里大氣平流層中，這層“保護(hù)膜”極薄，雖然僅含有不到百萬分之一的臭氧，卻對于地球上的生命非常重要。臭氧層能吸收陽光中的紫外線，將這些波長很短，且有致命危險(xiǎn)的輻射線轉(zhuǎn)換為熱能，使只有極少量能夠到達(dá)地面。,結(jié)論,就我國來看，煤、石油、水力等資源雖然豐富，但是人口眾多，人均占有量不到世界平均值的二分之一。而且，我國能源資源分布極不均勻，60以上的煤礦集中在華北，70的水力資源在西南。而人口、工業(yè)多集中在東南沿海地區(qū)。“北煤南運(yùn)、西電東送”的難題一直是制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大障礙。煤、石油、天然氣還是重要的化工原料，用作燃料非常可惜。同時(shí)，由于大量燃燒煤炭和石油所引起的環(huán)境污染和生態(tài)平衡問題也越來越受到人們的重視。因此，我們的時(shí)代需要有新型的能源核能。,

簡介：化工設(shè)備的使用、保養(yǎng)及維修主講人郭紅軍,設(shè)備設(shè)備管理設(shè)備管理的意義設(shè)備選擇設(shè)備的使用設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)設(shè)備的檢查及修理,回轉(zhuǎn)窯的使用及維護(hù)泵（風(fēng)機(jī)）的使用及維護(hù)管道閥門的使用及維護(hù)電動機(jī)的使用及維護(hù)減速機(jī)的使用及維護(hù)壓縮機(jī)的使用及維護(hù),設(shè)備,設(shè)備一般是指各種機(jī)械的總稱，是企業(yè)固定資產(chǎn)的主要組成部分。是進(jìn)行生產(chǎn)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。包括生產(chǎn)性設(shè)備、動力設(shè)備、傳導(dǎo)設(shè)備、交通運(yùn)輸設(shè)備、科學(xué)研究設(shè)備、測量儀器儀表、公用設(shè)備等。,設(shè)備管理是指從設(shè)備的評價(jià)、選擇、日常管理、使用維護(hù)、檢查修理、改造更新到報(bào)廢處理全部過程的管理工作。設(shè)備管理遵循八字方針“安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理”,設(shè)備管理的意義,加強(qiáng)設(shè)備管理，使設(shè)備經(jīng)常處于技術(shù)完好的狀態(tài)，是生產(chǎn)順利進(jìn)行的必要條件，是提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本的重要保證，是改善工人勞動條件，防止人身事故和設(shè)備事故，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的可靠途徑。更是維護(hù)企業(yè)財(cái)務(wù)不受損失的有效措施。設(shè)備管理是生產(chǎn)管理的重要內(nèi)容，任何形式的生產(chǎn)都要圍繞設(shè)備來進(jìn)行。任何忽視設(shè)備管理，片面追求生產(chǎn)的行為和認(rèn)識都是不正確的。輕者會縮短設(shè)備正常使用壽命，降低生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)成本；嚴(yán)重者會導(dǎo)致機(jī)毀人亡，對個(gè)人及企業(yè)造成不可估量的損失。同時(shí)，設(shè)備要為生產(chǎn)的正常進(jìn)行服務(wù)。要充分發(fā)揮設(shè)備潛能，拓展設(shè)備功能，提高設(shè)備利用率，努力提高生產(chǎn)效率。,設(shè)備管理的基本任務(wù),設(shè)備管理,,,物質(zhì)形態(tài)技術(shù)管理,,,價(jià)值形態(tài)經(jīng)濟(jì)管理,,,,,,,,任務(wù),,,,,全面規(guī)范合理選購正確使用精心維護(hù)定期保養(yǎng)科學(xué)檢修安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化改造更新,,,,,,,,,,,,,,,,,,目的,,設(shè)備綜合效能最高,壽命周期費(fèi)用最高,,增加產(chǎn)量發(fā)展品種提高質(zhì)量降低成本保證安全節(jié)約能源保護(hù)環(huán)境,,,,,,,,,設(shè)備的選擇,生產(chǎn)上實(shí)用技術(shù)上先進(jìn)經(jīng)濟(jì)合理配套齊全技術(shù)服務(wù)好,設(shè)備的使用,使用設(shè)備必須按照設(shè)備的性能合理使用，提高設(shè)備利用率。一方面防止閑置不用，另一方面又要禁止濫用。使用設(shè)備要遵守五項(xiàng)紀(jì)律A正確按操作規(guī)程使用，安全規(guī)范操作；B保持設(shè)備清潔，按規(guī)定加油潤滑；C遵守設(shè)備交接制度；D管理好工具、附件，不得遺失；E發(fā)現(xiàn)異常，立即停車，及時(shí)上報(bào)，檢查處理。,具體的說要注意以下4個(gè)方面,認(rèn)真培訓(xùn)設(shè)備操作人員設(shè)備狀態(tài)的好壞，與操作者的使用水平直接相關(guān)。俗語“東西在乎人用的”，就很明白的說明了這一點(diǎn)。操作人員上崗不僅要對生產(chǎn)工藝進(jìn)行培訓(xùn)，還要對設(shè)備使用、安全知識進(jìn)行嚴(yán)格培訓(xùn)，達(dá)到“三懂四會”標(biāo)準(zhǔn)，才能正常上崗，成為一名合格的操作工，即“懂設(shè)備性能、懂操作技術(shù)、懂工藝流程；會使用、會保養(yǎng)、會檢查、會排除故障”。這一方面在我們企業(yè)來說做的相當(dāng)不夠。,建立相應(yīng)規(guī)章制度各個(gè)主管部門要針對不同設(shè)備的特點(diǎn)，制定一套科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、通俗易懂的規(guī)章制度。包括操作規(guī)程、工藝流程、定期檢查維護(hù)規(guī)程、崗位責(zé)任制等。并把管好用好設(shè)備的責(zé)任制落實(shí)到人，例如回轉(zhuǎn)窯操作規(guī)程等。充分發(fā)揮設(shè)備性能首先根據(jù)生產(chǎn)特點(diǎn)及工藝流程，合理配備設(shè)備。根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)性能，合理安排生產(chǎn)任務(wù),使之既滿負(fù)荷，又不超負(fù)荷工作，為設(shè)備創(chuàng)造良好的工作環(huán)境和條件。安裝必要的防護(hù)、防潮、防腐、保溫或降溫裝置，配備必要的測量控制和安全儀器、儀表裝置。掌握設(shè)備的磨損腐蝕規(guī)律，為設(shè)備的正常維修提供可靠信息。同時(shí)要重點(diǎn)分析設(shè)備的非正常磨損、腐蝕原因，為以后的設(shè)備管理使用提供依據(jù)。,設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng),是指嚴(yán)格按操作規(guī)程精心使用、細(xì)致觀察、隨時(shí)改善設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，延長使用壽命，提高設(shè)備利用率，主要內(nèi)容和要求清潔、潤滑、調(diào)整緊固、防腐、整齊、安全六點(diǎn)。具體內(nèi)容按照操作規(guī)程精心使用，不濫用設(shè)備，定期檢查，及時(shí)調(diào)整，保證設(shè)備技術(shù)狀態(tài)完好。保證設(shè)備“三不漏”不漏水、不漏油、不漏氣。按照規(guī)定加注和更換潤滑油、潤滑脂，保持油路暢通。設(shè)備上油線、油標(biāo)應(yīng)清潔醒目。潤滑油、潤滑脂質(zhì)量應(yīng)符合要求，對精密、大型、重點(diǎn)專用設(shè)備實(shí)行四定管理“定使用人員、定檢修人員、定操作規(guī)程、定備品備件”。維護(hù)保養(yǎng)的類型一般采用三級保養(yǎng)制日常保養(yǎng)、一級保養(yǎng)、二級保養(yǎng)。日常保養(yǎng)簡稱日保由操作工人負(fù)責(zé)，班前對設(shè)備檢查、潤滑，班中嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，下班時(shí)對設(shè)備進(jìn)行清掃，擦拭。一保以操作工人為主，維修工人為輔，按計(jì)劃對設(shè)備局部或重點(diǎn)部位拆卸檢查、清污、疏通油路、清洗、調(diào)整各個(gè)部位。二保以維修工人為主，操作工人為輔，對設(shè)備進(jìn)行部分解體檢查和修理，這就是通常所說的大修。,設(shè)備修理,設(shè)備修理是對設(shè)備物質(zhì)磨損的一種補(bǔ)償，分為以下幾種形式日常修理、事后修理、預(yù)防修理、生產(chǎn)修理、改善修理、預(yù)知修理。一般采用生產(chǎn)修理生產(chǎn)修理是指事后維修和預(yù)防維修相結(jié)合的方式。重點(diǎn)設(shè)備預(yù)防維修，一般設(shè)備事后維修。維修的要求了解性能、觸類旁通、拆卸有序、裝配完整、調(diào)試正常、磨合到位、清理徹底。下面講具體內(nèi)容,對每臺或每套設(shè)備的修理首先要了解性能，弄懂結(jié)構(gòu)，弄懂工作原理。有結(jié)構(gòu)說明書、安裝說明書的要看懂說明書，知道哪一部分是什么形狀，起什么作用。對以前未接觸過的設(shè)備，參考已經(jīng)修理過的同類設(shè)備，了解基本原則及結(jié)構(gòu)，不能盲目拆卸，先拆開再說。對有相當(dāng)工作經(jīng)驗(yàn)的維修工，可先考慮拆卸，后分析；在拆卸時(shí)注意配件的先后順序，按拆卸的順序放好，不要雜亂無章亂放一堆，防止安裝時(shí)找不準(zhǔn)順序或部位。對有特殊要求的部位應(yīng)做好標(biāo)記，安裝,時(shí)按照標(biāo)記安裝，并且要按照設(shè)備的原有結(jié)構(gòu)，完整裝配。切忌丟三落四，注意調(diào)整裝配間隙，強(qiáng)行裝配，裝配之后一定要在操作工的配合下調(diào)試正常，切勿裝完之后不管不問，撒手就手，到運(yùn)行時(shí)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。調(diào)試正常之后對修理現(xiàn)場進(jìn)行徹底清理。一方面是清潔生產(chǎn)的要求；另一方面是對之前安裝的一次事后檢查。清查是否遺落零配件，及時(shí)補(bǔ)救，預(yù)防不修小病，一修大病，造成重大損失。對于壓力容器、非壓力容器、閥門管道的維修，要嚴(yán)格遵循管道、容器維修操作規(guī)程，清楚介質(zhì)特性，必要時(shí)用蒸汽惰性氣體置換，內(nèi)部操作必須配備專人監(jiān)護(hù)，防止意外事故發(fā)生。,回轉(zhuǎn)窯的使用及維護(hù),正確啟動及停止回轉(zhuǎn)窯，啟動及停止均應(yīng)使用調(diào)速旋鈕緩慢進(jìn)行，嚴(yán)禁利用調(diào)速電機(jī)主機(jī)直接啟動或停止，保證回轉(zhuǎn)窯平穩(wěn)運(yùn)行。經(jīng)常檢查補(bǔ)充托輪冷卻水，嚴(yán)禁托輪無水高溫運(yùn)行。經(jīng)常觀察回轉(zhuǎn)窯托輪運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)托輪弄響、擺動、輪帶架空、輪帶托輪滑動，應(yīng)立即報(bào)告處理，及時(shí)檢查并調(diào)整托輪擋輪定輪座螺絲。經(jīng)常觀察回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)行狀態(tài)，上下游動均應(yīng)在允許范圍內(nèi)，嚴(yán)禁長時(shí)間在極限上下位運(yùn)行，而損壞擋輪、窯前后密封裝置、下料管等，堅(jiān)決杜絕落窯狀況發(fā)生,及時(shí)補(bǔ)充潤滑系統(tǒng)潤滑油、潤滑脂，避免傳動系統(tǒng)減速機(jī)齒輪幅托輪干磨而影響窯的運(yùn)行。經(jīng)常檢查電動機(jī)及其拖動裝置的運(yùn)行狀況，正?？刂聘G速，禁止回轉(zhuǎn)窯超速，反向運(yùn)行。注意觀察窯內(nèi)襯磨損情況，發(fā)現(xiàn)物料內(nèi)有窯磚出現(xiàn)要及時(shí)匯報(bào)，分析處理后才能正常運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)紅窯現(xiàn)象要立即匯報(bào)上級主管領(lǐng)導(dǎo)，采取相應(yīng)措施處理。,回轉(zhuǎn)窯托輪調(diào)整方法,回轉(zhuǎn)窯托輪經(jīng)長時(shí)間運(yùn)行會產(chǎn)生托輪、輪帶的正常磨損，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的物料情況、火工情況、托輪、齒輪幅的潤滑狀況、周圍環(huán)境溫度、濕度、冷卻水等都會影響回轉(zhuǎn)窯的上下游動，回轉(zhuǎn)窯在正常范圍內(nèi)上下游動對回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)行具有幫助，但游動達(dá)到極限上下位時(shí)就需要人工正常調(diào)整。調(diào)窯的方法包括潤滑、冷卻、加大摩擦系數(shù)、軸中心線法等。但是任何方法的前提都需要全面檢查，正確判斷軸向推力最大的托輪，下面簡單介紹軸向推力托輪作用力方向及軸中心法調(diào)整方法,A、判斷托輪軸向推力窯尾窯頭間隙在高端，拖輪組對窯向窯頭方向用力間隙在低端，托輪組對窯向窯尾方向用力回轉(zhuǎn)窯的輪帶和擋鐵之間會產(chǎn)生一種正常間隙，在窯的上下游動時(shí)該間隙隨著托輪受上下作用力的作用會發(fā)生變化，該間隙的變化體現(xiàn)了托輪組對窯的作用力，間隙在高端（窯尾）托輪組對窯向窯頭方向作用力，間隙在低端（窯頭）托輪組對窯向窯尾方向用力。,,擋,鐵,輪帶,B、軸中心線法調(diào)窯方法圖解法、仰手線法、調(diào)窯口決Ⅰ、圖解法,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Ⅱ、仰手律法（左右手法）面向窯向下轉(zhuǎn)側(cè)，伸出雙手，掌心向下，將食指拇指伸直，兩食指分別指向一個(gè)托輪的兩軸承座，并指著相應(yīng)的軸承座調(diào)整方法，兩拇指分別指向窯的竄動方向，面向窯向上轉(zhuǎn)動側(cè)伸出雙手，掌心向上，將食指、拇指伸直，兩食指分別指向一個(gè)托輪的兩軸承座，并指著相應(yīng)軸承座的調(diào)整方向，兩食指分別指向窯的竄動方向。Ⅲ、調(diào)窯口訣站在窯側(cè)向窯看，筒體自上而下轉(zhuǎn)，進(jìn)左筒體向右竄，進(jìn)右筒體向左竄。雖然調(diào)窯的方法多種多樣，但一個(gè)原則是一擋托輪必須水平于窯的中心線，不允許將托輪調(diào)成八字或下八字形狀。,泵的使用及維護(hù),泵的種類繁多，密封形式各異，規(guī)格型號多樣，工作介質(zhì)不同，這就使各種泵的使用及維護(hù)有所不同，要根據(jù)泵的現(xiàn)實(shí)工作情況正確操作與維護(hù)。但泵的共性也構(gòu)成泵的操作及維護(hù)要共同遵循以下規(guī)律精心操作，規(guī)范運(yùn)行，正確啟閉進(jìn)出閥門，泵體高位安裝時(shí)要灌泵（自吸泵除外），新安裝泵要點(diǎn)動式啟動，嚴(yán)禁反轉(zhuǎn)、空轉(zhuǎn)，禁止利用泵體當(dāng)做承載物。,每班檢查潤滑油是否符合規(guī)定，及時(shí)補(bǔ)充及更換潤滑油、潤滑脂，冬季與夏季油脂要區(qū)別使用。經(jīng)常檢查泵的軸承溫度，應(yīng)不高于環(huán)境溫度35℃，一般最高不超80℃。安裝有電流表、壓力表的要經(jīng)常觀察，電流、壓力是否正常。經(jīng)常檢查軸封處的滴漏情況，填料密封以點(diǎn)漏為宜，不能出現(xiàn)線漏，機(jī)械密封應(yīng)無任何泄漏。,不能利用泵的進(jìn)口閥門調(diào)節(jié)泵的流量，不能將泵長時(shí)間出口封閉運(yùn)行，經(jīng)常觀察泵的流量，注意泵有無噪音、振動等，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)報(bào)告處理。寒冷季節(jié)長期不用時(shí)應(yīng)排空泵內(nèi)物料，間隔時(shí)間較長時(shí)再次啟動之前應(yīng)盤泵。保持泵及周圍場地衛(wèi)生，及時(shí)處理跑、冒、滴、漏，做好泵及附屬設(shè)備的防腐、保濕、降溫工作。,遇到下列情況應(yīng)立即停手處理,不能正常啟動；突然發(fā)生劇烈振動；泵內(nèi)發(fā)出異常聲響；電流、電壓超過額定值；泵不出液；泵及周圍有異味；風(fēng)機(jī)的使用及維護(hù)與泵大體相同，特別應(yīng)注意的一點(diǎn)是泵不能利用進(jìn)口調(diào)節(jié)泵的流量，要利用出口調(diào)節(jié)流量。,管道閥門的使用及維護(hù),管道閥門的工作介質(zhì)都屬于流體性質(zhì)，一旦發(fā)生意外都會不同程度地對外界造成影響。輕者物料氣體外泄，造成生產(chǎn)原料浪費(fèi)；重者嚴(yán)重污染周邊環(huán)境；更嚴(yán)重傷人毀機(jī)。所以正確使用閥門管道是每一個(gè)操作者必然的要求。合理安裝管道閥門，不能用管道及閥門當(dāng)作承載物，管道閥門的零部件，工具整齊齊全，質(zhì)量符合要求。儀器、儀表各種安全袋齊全靈敏、可靠。,正確標(biāo)識閥門及管道，嚴(yán)格培訓(xùn)操作技能。防腐、保濕、降溫、安全設(shè)施齊全，符合要求。正確使用閥門管道，嚴(yán)禁碰擊閥門管道，嚴(yán)禁用加力桿等輔助器具開關(guān)閥門。經(jīng)常做好閥門旋動設(shè)備的潤滑，特別是長期不用的閥門要間隔一定時(shí)間做一次潤滑保養(yǎng)，啟閉運(yùn)行。及時(shí)檢查閥門管道的運(yùn)行情況，及時(shí)處理跑、冒、滴、漏現(xiàn)象。,閥門有下列情形的需要更換及維修,法蘭面腐蝕，密封不嚴(yán)；密封件磨損、腐蝕、關(guān)閉不嚴(yán)；旋動裝置不靈敏，不能正常開關(guān)的；閥體腐蝕、裂紋的。,

簡介：,,分布式能源在數(shù)據(jù)中心能源供應(yīng)中的應(yīng)用,南方電網(wǎng)綜合能源有限公司分布式能源事業(yè)部2011年11月,,,?分布式能源系統(tǒng)介紹,2,目錄,,3,?分布式能源與數(shù)據(jù)中心,,5,?結(jié)論及建議,,?南網(wǎng)能源優(yōu)勢,4,公司簡介,?公司成立背景,,,,綠色行動永無止境,2007年7月29日，南方電網(wǎng)公司啟動了以“科學(xué)用電、節(jié)能減排”為主題的節(jié)能服務(wù)“綠色行動”。四年多來，南方電網(wǎng)公司本著“服從大局、服務(wù)政府、服務(wù)社會、服務(wù)客戶”的原則，主動承擔(dān)社會責(zé)任，圍繞電網(wǎng)核心業(yè)務(wù)，持續(xù)深入開展客戶節(jié)能服務(wù)。截止到2010年底，已累計(jì)為企業(yè)用電大戶提供節(jié)能診斷28萬次，建成節(jié)能示范項(xiàng)目170個(gè)、合同能源管理項(xiàng)目72項(xiàng)，累計(jì)節(jié)約電量464億千瓦時(shí)。,面對日益嚴(yán)峻的能源形勢和環(huán)境壓力，中央提出到2020年單位GDP二氧化碳排放要比2005年下降40－45，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到15，發(fā)展轉(zhuǎn)型的任務(wù)異常艱巨。南方電網(wǎng)公司秉持“主動承擔(dān)社會責(zé)任，全力做好電力供應(yīng)”的使命，會同代表廣東省人民政府出資的廣東省粵電集團(tuán)、廣東省廣業(yè)公司，于2010年12月20日共同出資成立了南方電網(wǎng)綜合能源有限公司，以此為平臺，不斷深化節(jié)能服務(wù)“綠色行動”，更好地服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會科學(xué)發(fā)展。,?公司概況,打造服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會科學(xué)發(fā)展的綠色平臺,南方電網(wǎng)綜合能源有限公司是為實(shí)施節(jié)能減排，支持低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展，推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)而設(shè)立的南方電網(wǎng)公司控股子公司，于2010年12月20日掛牌成立，總部設(shè)在廣州。作為南方電網(wǎng)公司節(jié)能減排項(xiàng)目、合同能源管理與節(jié)能服務(wù)項(xiàng)目、新能源、分布式能源、用戶側(cè)儲能項(xiàng)目、電動車充換電項(xiàng)目的實(shí)施主體，南網(wǎng)能源將充分發(fā)揮電網(wǎng)企業(yè)的行業(yè)引導(dǎo)作用，在能源生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)的全過程加大節(jié)能減排力度，把公司打造成為服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會科學(xué)發(fā)展的綠色平臺。,?發(fā)展定位,,綜合綠色能源服務(wù)商,按照“整合技術(shù)、研究政策、服務(wù)社會”的發(fā)展定位，以低碳發(fā)展為方向，以電能為核心領(lǐng)域，充分依托南方電網(wǎng)大平臺的優(yōu)勢，構(gòu)建節(jié)能減排技術(shù)整合平臺，培育多元化的節(jié)能服務(wù)隊(duì)伍，為客戶提供包括節(jié)能服務(wù)、供電、供冷、供熱、電動車充換電等在內(nèi)的綜合能源解決方案。,什么是分布式能源,,,,制冷設(shè)備,制熱設(shè)備,,,,熱需求,冷需求,電需求,,,熱水需求,制冷需求,電需求,,,,,,,,電網(wǎng)供電,高溫,中溫,低溫,排放,發(fā)電,制冷、蒸汽,生活采暖,清潔能源,,用戶端,用戶端,天然氣,,蒸汽需求,,?分布式能源簡介,什么是分布式能源建設(shè)在需要用電、用熱、用冷用戶附近的能源站，根據(jù)能源“梯級利用”的原則，為用戶提供安全、經(jīng)濟(jì)的電能、熱能與冷能,傳統(tǒng)能源供應(yīng)系統(tǒng),綜合能源供應(yīng)系統(tǒng),?分布式能源特點(diǎn),分布式能源的特點(diǎn)靠近負(fù)荷中心能源就地消化，減少能源傳輸損失能源梯級利用一次能源依次產(chǎn)生電能，蒸汽（冷水），熱水，提高使用效率綠色清潔環(huán)保粉塵、二氧化硫零排放，碳排放減少50，氮氧化物減少90,傳統(tǒng)的發(fā)電應(yīng)用,分布式能源站的綜合利用,,英國分布式能源站1000多座,,美國分布式能源站6000多座,?國際分布式能源發(fā)展,14,13,11,4,1,1,?國內(nèi)分布式能源項(xiàng)目（含在建、規(guī)劃）,數(shù)據(jù)中心為什么要采用分布式能源,,?數(shù)據(jù)中心用能特點(diǎn),能源需求大2000年，數(shù)據(jù)中心消耗的電力能源占全球總消耗的06；2005年，數(shù)據(jù)中心消耗的電力能源占全球總消耗的1；2007年，數(shù)據(jù)中心消耗的能源已經(jīng)占到能源消耗的15；預(yù)計(jì)至2020年，全球數(shù)據(jù)中心的碳排放將高達(dá)670萬噸，屆時(shí)數(shù)據(jù)中心的碳足跡（CARBONFOOTPRINT）將大于整個(gè)航空業(yè)的碳足跡；安全要求高電網(wǎng)雙回路供電供配電方面要求有兩套獨(dú)立的UPS系統(tǒng)，每套為N1冗余備用柴油機(jī)具備10S啟動能力，燃料不少于7天冷熱需求大50電力用于服務(wù)器37電力用于制冷,能耗成本將越來越高于硬件購置成本,,?數(shù)據(jù)中心的冷熱電聯(lián)合供應(yīng)方案,,,分布式能源綜合供應(yīng)系統(tǒng)技術(shù)成熟，在歐洲、美國、日本應(yīng)用廣泛，是未來的能源利用趨勢,在電網(wǎng)出現(xiàn)故障的情況下，可以不間斷地保障用戶核心設(shè)備的用電需求，在原有備用柴油機(jī)的基礎(chǔ)上，多增加一路高可靠性的供電電源，進(jìn)一步提高了供電可靠性,吸收式制冷與電制冷、冰蓄冷互為備用,可以更可靠、更靈活地滿足用戶的冷負(fù)荷需求,進(jìn)口燃?xì)廨啓C(jī)/內(nèi)燃機(jī)技術(shù)成熟，運(yùn)行可靠性高，檢修時(shí)間短,?分布式能源的安全性,系統(tǒng)安全,設(shè)備安全,電制冷機(jī)技術(shù)成熟質(zhì)量可靠,國產(chǎn)吸收式制冷機(jī)（遠(yuǎn)大、雙良）質(zhì)量可靠,,,?分布式能源的節(jié)能環(huán)保,,35,,75,能源利用效率,,以40MW裝機(jī)為例,?分布式能源的經(jīng)濟(jì)性,,100,分布式能源應(yīng)用介紹,,北京燃?xì)獯髽强刂浦行睦?、熱、電?lián)合供應(yīng),,上海浦東機(jī)場冷、熱、電聯(lián)合供應(yīng),,孟加拉格蘭米電信冷、電聯(lián)合供應(yīng),,英國白金漢宮冷、熱、電聯(lián)合供應(yīng),南網(wǎng)能源的優(yōu)勢,?南網(wǎng)能源的優(yōu)勢,專注分布式能源綜合供應(yīng)領(lǐng)域，為用戶提供安全、高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的綜合能源服務(wù),依托南方電網(wǎng)服務(wù)平臺，借助粵電集團(tuán)、廣業(yè)集團(tuán)優(yōu)勢,承接分布式能源研究領(lǐng)域的國家863計(jì)劃研究成果,擁有一支具備規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)隊(duì)伍,優(yōu)質(zhì)平臺,技術(shù)實(shí)力,專業(yè)隊(duì)伍,結(jié)論及建議,?結(jié)論及建議,數(shù)據(jù)中心冷、電需求較大，總負(fù)荷具有一定的峰谷差，適合采用能源綜合供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行冷、電聯(lián)合供應(yīng)，既能達(dá)到節(jié)能減排的效果，又能減輕電網(wǎng)壓力采用分布式能源可為業(yè)主提供更加便宜的能源價(jià)格，降低運(yùn)行成本的同時(shí)也可為業(yè)主節(jié)省初期的設(shè)備投資以及后期運(yùn)維帶來的麻煩等等分布式能源系統(tǒng)產(chǎn)生電力的同時(shí)，即可供冷又可供熱，相當(dāng)于增加一路供能途徑，大大的提高數(shù)據(jù)中心的用能安全根據(jù)實(shí)際需求，初步建議采用“燃?xì)廨啓C(jī)吸收式制冷機(jī)電制冷機(jī)冰蓄冷”的方案南網(wǎng)能源依托南網(wǎng)平臺，承接“863”計(jì)劃的技術(shù)成果，以中新知識城分布能源項(xiàng)目的建設(shè)為契機(jī)，致力于廣東省分布式能源項(xiàng)目的投資建設(shè),感謝您的關(guān)注,地址中國?廣州越秀區(qū)天河路45號之六粵能大廈網(wǎng)址HTTP//NYCSGCN電話862038122702傳真862038122742,

簡介：雷諾數(shù),黏度,流速,密度,直徑,RE≤2000層流；RE＞4000湍流；RE2000～4000過渡區(qū)。,直管內(nèi)的流動,,雷諾數(shù)物理意義,反映了綜合因素對流體流動的影響，如流體受到的擾動情況、管壁粗糙程度、管道入口形狀、流體自身特點(diǎn)等。標(biāo)志著流體流動的湍動程度。,黏性,流體內(nèi)部相鄰流體層之間的相互作用力稱為剪切力（內(nèi)摩擦力）。單位作用面積上的剪切力稱為剪應(yīng)力。流體所具有的這種抵抗兩層流體相對運(yùn)動速度的性質(zhì)稱為流體的黏性。黏性是流體的固有屬性之一，不論流體處于靜止還是流動，都具有黏性。,平板間黏性流體的速度變化,上板以恒定速度沿X的正方向運(yùn)動,,,,,,,牛頓黏性定律,剪應(yīng)力,速度梯度,黏度PAS,表示流體黏性的系數(shù)，也稱動力黏度。,物理單位制P（泊）,CP（厘泊）,單位,溫度對流體黏度的影響,不同流型內(nèi)的速度分布,管壁U0，管中心UUMAX,,層流,質(zhì)點(diǎn)的高頻脈動與混合擴(kuò)散使速度分布趨向均勻,管壁U0，管中心UUMAX,,N的取值,湍流,,不規(guī)則碰撞產(chǎn)生的附加阻力,湍流黏度，與流體流動狀況有關(guān)的系數(shù),,流動阻力,層流,對于牛頓流體,湍流,湍流流動阻力粘性摩擦力湍流應(yīng)力,,總結(jié)層流和湍流的特點(diǎn),平行運(yùn)動，無碰撞和混合,運(yùn)動方式,速度分布,流動阻力,雜亂運(yùn)動，碰撞混合，有旋渦，非穩(wěn)態(tài),層流,湍流,拋物線,截頭拋物線,粘性摩擦力湍流應(yīng)力,粘性摩擦力,邊界層,壁面附近速度梯度較大的流體層,速度為99％來流速度的流體層,定為邊界層的外邊界,外邊界至壁面的距離,即為邊界層的厚度，約為01～10MM。,產(chǎn)生倒流和旋渦，消耗大量機(jī)械能。,邊界層分離現(xiàn)象,逆壓梯度造成了邊界層分離。,邊界層與固體壁面脫離的現(xiàn)象,邊界層理論的成就闡明了流動阻力的機(jī)理；進(jìn)而提出了溫度邊界層、濃度邊界層和反應(yīng)邊界層等理論；為闡明傳熱和傳質(zhì)機(jī)理，計(jì)算溫度分布、濃度分布等奠定了基礎(chǔ)。,,,總結(jié)能量損失的因素,1流體的粘性。它是內(nèi)摩擦的宏觀表現(xiàn)，將消耗流體的機(jī)械能。,3邊界層分離時(shí)，局部倒流、漩渦和壓力不均，形成形體阻力。,2湍流則由于內(nèi)摩擦和脈動混合要消耗更多的機(jī)械能。,流體在管內(nèi)流動的阻力損失,,,,總阻力損失,直管阻力損失,局部阻力損失,一直管阻力損失的計(jì)算,取流體元長為L、直徑為D穩(wěn)態(tài)流動,流體與圓管接觸的面積,剪應(yīng)力,,推動力摩擦阻力,在1和2之間建立柏努利方程,所以,Z1Z2,U1U2,,范寧（FANNING）公式,因流型不同而變化,不宜直接計(jì)算,作變換消去,摩擦系數(shù),圓形、直管，層流湍流都適用,范寧公式其它形式,表示能量損失，J/KG,壓頭損失，M,壓強(qiáng)損失，PA,摩擦系數(shù)的獲得,層流,湍流,與和有關(guān),相對粗糙度,摩擦系數(shù)圖,,,四個(gè)區(qū)域,①層流區(qū),②過渡區(qū),③湍流區(qū),④完全湍流區(qū)（阻力平方區(qū)）,虛線以外區(qū)域,查圖或按湍流算,湍流區(qū)摩擦系數(shù)常用查圖法或由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算,BLASIUS公式,RE＝25103～105,適用光滑管，,HAALAND公式,傾斜直管，則,水平安裝時(shí)，流動阻力恰好等于兩截面的靜壓能之差。同根直管無論如何安裝，相同流動條件下的阻力損失是不變的。RE，Ε/D不變，則HF不變。,水平直管,直管阻力的測量方法,,,局部阻力損失的計(jì)算,,,1局部阻力系數(shù)法突擴(kuò),突縮,進(jìn)出口,局部阻力系數(shù),突然擴(kuò)大時(shí)的阻力系數(shù)計(jì)算式為,突然擴(kuò)大,細(xì)管內(nèi)速度,管出口,突然縮小時(shí)的阻力系數(shù)計(jì)算式為,突然縮小,細(xì)管內(nèi)速度,管入口,

簡介：熱夾點(diǎn)技術(shù),PINCHPOINTTECHNOLOGY,,換熱是化工生產(chǎn)不可缺少的單元操作過程。對于一個(gè)含有換熱物流的工藝流程，將其中的換熱物流提取出來，組成了換熱網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其中被加熱的物流稱為冷物流，被冷卻的物流稱為熱物流。,,換熱的目的不僅是為了使物流溫度滿足工藝要求，而且也是為了回收過程余熱，減少公用工程消耗。基于這種思想進(jìn)行的換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)稱為換熱網(wǎng)絡(luò)合成。換熱網(wǎng)絡(luò)合成的任務(wù)是確定換熱物流的合理匹配方式，從而以最小的消耗代價(jià)，獲得最大的能量利用效益。,,換熱網(wǎng)絡(luò)的消耗代價(jià)來自三個(gè)方面換熱單元（設(shè)備）數(shù)，傳熱面積，公用工程消耗，換熱網(wǎng)絡(luò)合成追求的目標(biāo)，是使這三方面的消耗最小。實(shí)際進(jìn)行換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，需要在某方面做出犧牲，以獲得一個(gè)折衷的方案。,夾點(diǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)理論,夾點(diǎn)技術(shù)以熱力學(xué)為基礎(chǔ)，分析過程系統(tǒng)中能量流沿溫度的分布，從而發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)用能的“瓶頸”（BOTTLENECK）所在，并給以“解瓶頸”（DEBOTTLENECK）。1978年，LINNHOFF首次提出換熱網(wǎng)絡(luò)的溫度夾點(diǎn)問題。,,過程系統(tǒng)的夾點(diǎn)及其意義TH圖溫焓圖TEMPERATUREENTHALPY,WCP熱容流率,不同物流在TH圖上的標(biāo)繪,組合曲線COMPOSITECURVE,將系統(tǒng)的物流組合起來，以便于進(jìn)行過程的冷、熱物流的合理匹配，組合方法如圖。,例題三個(gè)冷物流，構(gòu)造組合曲線。,在TH圖上描述夾點(diǎn),凡是等于P點(diǎn)溫度的熱流體部位和等于Q點(diǎn)溫度的冷流體部位都是夾點(diǎn)。熱流體的夾點(diǎn)溫度與冷流體的夾點(diǎn)溫度相差ΔTMIN。,,夾點(diǎn)兩曲線的垂直距離＝ΔTMIN,夾點(diǎn)描述所得信息,（1）過程系統(tǒng)的最小傳熱溫差，夾點(diǎn)部位的傳熱溫差最?。?（2）最小的公用工程加熱負(fù)荷QH,MIN；,（3）最小的公用工程冷卻負(fù)荷QC,MIN；,（4）系統(tǒng)最大的熱回收量QR,MAX；,（5）夾點(diǎn)將系統(tǒng)分為熱端和冷端，熱端在夾點(diǎn)溫度以上，只需要公用工程加熱（熱阱）,（6）冷端在夾點(diǎn)溫度以下，只需要冷公用工程冷卻熱源。,夾點(diǎn)溫度差的影響ΔTMIN大，QH,MIN、QC,MIN增大，QR,MAX減小。,適宜的ΔTMIN是總費(fèi)用最低的優(yōu)化值。,,,,熱物流組合曲線,冷物流組合曲線,,利用組合曲線確定夾點(diǎn),,有熱量穿越夾點(diǎn)，則該過程增大了外加公用工程加熱負(fù)荷的同時(shí)，也增大了外加公用工程冷卻負(fù)荷,給定過程所需的公用工程加熱負(fù)荷QH為840KW，比最小值多出1840KW，即XPQHQH,MIN1840KW,,穿越夾點(diǎn)的熱負(fù)荷XPCUXPHUXPPPXP,確定CUXP、HUXP和PPXP的步驟如下,1由格子圖表示給定的換熱器網(wǎng)絡(luò),2利用所確定的夾點(diǎn)將格子圖分為兩部分,,3在格子圖上確定穿越夾點(diǎn)的換熱器，計(jì)算CUXP、HUXP和PPXP,,PPXP是由熱的過程物流在夾點(diǎn)上方的溫位（180℃～270℃）與冷過程物流在夾點(diǎn)下方的溫位（50℃～149℃）換熱引起，PPXPCPH（270180）CPC（14950）1620KW。HUXP是由冷過程物流在夾點(diǎn)下方的溫位（149℃～160℃）外加公用工程加熱負(fù)荷引起，HUXPCPC16049220KW。即QXPCUXPHUXPPPXP022016201840KW。,綜上所述，為得到最小公用工程加熱及冷卻負(fù)荷（或達(dá)到最大的熱回收）的設(shè)計(jì)結(jié)果，應(yīng)遵循夾點(diǎn)設(shè)計(jì)的三個(gè)基本規(guī)則夾點(diǎn)處不能有熱流量穿過；夾點(diǎn)上方（熱阱）不能外加公用工程冷卻負(fù)荷；夾點(diǎn)下方（熱源）不能外加公用工程加熱負(fù)荷。,用問題表格法確定夾點(diǎn)熱級聯(lián)每個(gè)單元都是相似的傳熱過程組成的串級結(jié)構(gòu)。每一級相當(dāng)于一個(gè)子網(wǎng)絡(luò),第K級的熱平衡K1、2、3、4、K輸出輸入赤字OKIKDKDK（∑CPC∑CPH）TKTK1,熱級聯(lián)－虛擬的結(jié)構(gòu)，同一溫位的物流集中于同一級。,例一過程系統(tǒng)含有的工藝物流為2個(gè)熱物流及2個(gè)冷物流，給定的數(shù)據(jù)列于表中，并選熱、冷物流間最小允許傳熱溫差△TMIN20℃,試確定該過程系統(tǒng)的夾點(diǎn)位置。,物流數(shù)據(jù)表,子網(wǎng)絡(luò)的分割，問題表格1做法,對子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行熱衡算,OKIKDKDK（∑CPC∑CPH）TKTK1K1，（溫度間隔為150～145℃D1（0－2150－14510（負(fù)赤字表示有剩余熱量10KW）I10（無外界輸入熱量）O1I1－D10－1010O1為正值，說明子網(wǎng)絡(luò)1SN1有剩余熱量供給子網(wǎng)絡(luò)2SN2,K2，（溫度間隔為145～120℃D2（25－2145－120125（正號表示有熱量赤字125KW）I2O110子網(wǎng)絡(luò)1SN1的剩余熱量供給了子網(wǎng)絡(luò)2SN2。O2I2－D210－125－25O2為負(fù)值，說明子網(wǎng)絡(luò)2SN2只能向子網(wǎng)絡(luò)3SN3提供負(fù)的剩余熱量（即需要子網(wǎng)絡(luò)3向子網(wǎng)絡(luò)2供給熱量，但這是不可能的）。,K6，（溫度間隔為25～20℃D62525－20125（正號表示有熱量赤字125KW）I6O5－55子網(wǎng)絡(luò)5SN5無剩余熱量供給了子網(wǎng)絡(luò)6SN6。O6I6－D6－55－125－675O6為負(fù)值，說明子網(wǎng)絡(luò)6SN6熱量不夠，無法達(dá)到規(guī)定的傳熱要求。,問題表格2,過程分析消除I或O的負(fù)值，方法引入公用工程加熱負(fù)荷使I1各子網(wǎng)絡(luò)中最小負(fù)數(shù)的絕對值（1075得結(jié)果O30,在夾點(diǎn)處I1QH,MIN＝1075KW（最小公用工程加熱負(fù)荷）O6QC,MIN＝40KW最小公用工程冷卻負(fù)荷）夾點(diǎn)特征夾點(diǎn)處系統(tǒng)傳熱溫差最小，等于ΔTMIN；夾點(diǎn)處熱流量等于0夾點(diǎn)介于子網(wǎng)絡(luò)3SN3）和子網(wǎng)絡(luò)4SN4之間，夾點(diǎn)處熱流體溫度90℃，冷流體溫度70℃，夾點(diǎn)溫度（界面虛擬溫度）80℃。,若改變最小傳熱溫差ΔTMIN＝15℃，則結(jié)果如下,問題表格（2）,結(jié)果比較,夾點(diǎn)的意義,（1）夾點(diǎn)處，系統(tǒng)的傳熱溫差最?。ǖ扔讦MIN），系統(tǒng)用能瓶頸位置；（2）夾點(diǎn)處熱流量為0，夾點(diǎn)將系統(tǒng)分為熱端和冷端兩個(gè)子系統(tǒng)，熱端在夾點(diǎn)溫度以上，只需要公用工程加熱（熱阱）冷端在夾點(diǎn)溫度以下，只需要公用工程冷卻（熱源）；（3）在一定的ΔTMIN下，確定了系統(tǒng)最小的公用工程加熱負(fù)荷QHMIN和系統(tǒng)最小的公用工程冷卻負(fù)荷QCMIN，以及系統(tǒng)最大的熱回收量QR,MAX；（4）夾點(diǎn)處溫度差的影響ΔTMIN大，QH,MIN、QCMIN增大，QR,MAX減小。,適宜的ΔTMIN是一個(gè)課題，一般以經(jīng)驗(yàn)選取。,1熱量不能穿透夾點(diǎn),（2）夾點(diǎn)上方不能設(shè)置公用工程冷卻,（3）夾點(diǎn)下方不能設(shè)置公用工程加熱,系統(tǒng)具有最低公用工程消耗以及最大熱回收的原則,準(zhǔn)確地確定過程系統(tǒng)的夾點(diǎn)位置1準(zhǔn)確地確定夾點(diǎn)位置操作型夾點(diǎn)計(jì)算操作型（模擬型）夾點(diǎn)計(jì)算確定現(xiàn)有過程系統(tǒng)中熱流量沿溫度的分布，熱流量等于零處即為夾點(diǎn)。方法一采用單一的ΔTMIN（或HRAT，HEATRECOVERYAPPROACHTEMPERATURE，確定夾點(diǎn)位置的計(jì)算步驟如下（1）收集過程系統(tǒng)中熱、冷物流數(shù)據(jù)，包括其熱容流率、初溫、終溫等；（2）選擇一最小允許的傳熱溫差初值ΔTMIN，按414節(jié)介紹的問題表格法確定夾點(diǎn)位置，并得到系統(tǒng)所需的熱、冷最小公用工程負(fù)荷QH,MIN、QCMIN；（3）修正ΔTMIN，直至QH,MIN、QCMIN與現(xiàn)有過程系統(tǒng)所需的熱、冷公用工程負(fù)荷相符，此時(shí)即確定了該過程系統(tǒng)的夾點(diǎn)位置。,方法二采用現(xiàn)場過程中各物流間匹配換熱的實(shí)際傳熱溫差進(jìn)行計(jì)算。物流間傳熱溫差值ΔTMIN，即平均傳熱溫差,采用“虛擬溫度法”法，具體步驟,（2）確定各物流的虛擬溫度,熱物流虛擬初始溫度實(shí)際初始溫度熱物流虛擬目標(biāo)溫度實(shí)際目標(biāo)溫度冷物流虛擬初始溫度實(shí)際初始溫度冷物流虛擬目標(biāo)溫度實(shí)際目標(biāo)溫度,（3）按414節(jié)介紹的問題表格法進(jìn)行夾點(diǎn)計(jì)算，但不同之處是全過程系統(tǒng)取ΔTMIN值為零，這是因?yàn)楫?dāng)所有物流轉(zhuǎn)換成虛擬溫度后，都已經(jīng)考慮了各物流間的傳熱溫差值；（4）打印輸出計(jì)算結(jié)果。,2合理地設(shè)計(jì)夾點(diǎn)位置設(shè)計(jì)型夾點(diǎn)計(jì)算設(shè)計(jì)型夾點(diǎn)計(jì)算改進(jìn)各物流間匹配換熱的傳熱溫差以及對物流工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)優(yōu)，以得到合理的過程系統(tǒng)中熱流量沿溫度的分布，從而減小公用工程負(fù)荷，達(dá)到節(jié)能的目的。如何確定各物流適宜的傳熱溫差貢獻(xiàn)值，從而改善夾點(diǎn)具有一個(gè)熱阱（或熱源）和多個(gè)熱源（或熱阱），滿足,I第I臺換熱器。,,多個(gè)熱源與多個(gè)熱阱匹配換熱,J第J個(gè)物流,找到一參照物流R，則,每一物流的傳熱溫差貢獻(xiàn)值都確定以后，按421節(jié)介紹的操作型夾點(diǎn)計(jì)算步驟進(jìn)行夾點(diǎn)計(jì)算，確定改進(jìn)后的夾點(diǎn)位置，進(jìn)行熱回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。,3過程系統(tǒng)的總組合曲線總組合曲線在TH圖上描述過程系統(tǒng)中的熱流量沿溫度的分布，熱流量為零處就是夾點(diǎn)。,總組合曲線的繪制,（1）根據(jù)問題表格法計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行標(biāo)繪,按問題表格（3）標(biāo)繪總組合曲線,,總組合曲線的意義描述熱流量沿溫度的分布；需要補(bǔ)充熱量的溫位；可以回收熱量的溫位；夾點(diǎn)上方熱阱，只需要熱公用工程；夾點(diǎn)下方熱源，只需要冷公用工程；過程能量綜合的背景。,熱袋,蒸汽實(shí)際溫度170ΔTMIN/21800C,過程物流在交點(diǎn)處實(shí)際溫度170ΔTMIN/21600C,中壓蒸汽與過程物流溫差ΔTMIN200C,

簡介：1,第五章專業(yè)設(shè)備基礎(chǔ)知識,2,★第一條汽水工質(zhì)線形成的系統(tǒng)稱為熱力系統(tǒng)，熱力系統(tǒng)是我們專業(yè)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，必須會畫并說明此圖。,火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)圖,分為兩條線★第一條線為汽水工質(zhì)線鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽送入汽輪機(jī)膨脹做功，做完功的乏汽經(jīng)凝汽器冷卻為凝結(jié)水，經(jīng)凝結(jié)水泵升壓、4級低壓加熱器加熱后送入除氧器，除氧器排出的除氧水經(jīng)給水泵升壓，升壓后的給水經(jīng)3級高壓加熱器加熱后，再送回鍋爐。1→2高壓缸→11→2中低壓缸→4→5→7→9→6→8→1★第二條線為燃料燃燒線燃料和助燃的空氣送入鍋爐燃燒，燃燒后產(chǎn)物煙氣和灰渣排出鍋爐，燃燒產(chǎn)物經(jīng)過后續(xù)的脫硝、除塵、脫硫，經(jīng)引風(fēng)設(shè)備抽吸，排入大氣。,三、火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程及熱力系統(tǒng),（一）火電廠熱力系統(tǒng)簡圖,3,3,2024/3/20,3,4,各設(shè)備作用1鍋爐使燃料在爐內(nèi)燃燒放熱；并將進(jìn)入鍋爐的給水加熱成符合要求的過熱蒸汽。2汽輪機(jī)將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子機(jī)械能，驅(qū)動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分鐘）。3發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。4凝汽器將汽輪機(jī)排汽冷凝成水。分空氣冷卻和水冷卻兩種，其中閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的冷卻水塔是循環(huán)供水系統(tǒng)中用于循環(huán)水冷卻的設(shè)備。5凝結(jié)水泵將凝結(jié)水升壓，送至除氧器。由除氧塔頭和除氧水箱連接而成。6給水泵將給水升壓，保證鍋爐給水壓力，保證鍋爐所需要的給水量。根據(jù)水側(cè)壓力不同，給水回?zé)峒訜崞鞣指邏杭訜崞骱偷蛪杭訜崞鲀煞N類型。7低壓加熱器使用汽輪機(jī)抽汽，加熱凝結(jié)水，提高循環(huán)熱效率。8高壓加熱器使用汽輪機(jī)抽汽，加熱給水，提高循環(huán)熱效率。9除氧器除去鍋爐給水中的氧氣和其它不凝結(jié)氣體,以保證給水的品質(zhì)。并匯集凝結(jié)水等各路來水,保證給鍋爐的上水量。10水處理設(shè)備就是通過各種物理的、化學(xué)的手段,去除水中一些對生產(chǎn)有害的物質(zhì)，保證給水品質(zhì)。11再熱器將汽輪機(jī)高壓缸排汽進(jìn)一步加熱，提高溫度，提高循環(huán)熱效率。,5,2鍋爐系統(tǒng)組成（1）鍋爐型號HG1021/182540/540YM4符號含義HG哈爾濱鍋爐廠制造；1021/182鍋爐額定蒸發(fā)量1021T/H；過熱器出口壓力182MPA；540/540過熱蒸汽溫度540℃；再熱蒸汽溫度540℃；YM4YM表示燃用煤種為煙煤；4表示第4次設(shè)計(jì)定型，4型。,6,（2）系統(tǒng)組成兩部分組成鍋爐本體、輔助設(shè)備及附件1鍋爐本體汽水系統(tǒng)（鍋）和燃燒系統(tǒng)（爐）組成。（1）鍋即汽水系統(tǒng)。任務(wù)是吸收燃料放出的熱量，使水蒸發(fā)并變成具有一定參數(shù)的過熱蒸汽，供汽輪機(jī)使用。①水的預(yù)熱設(shè)備省煤器②水的蒸發(fā)設(shè)備（汽化設(shè)備）蒸發(fā)設(shè)備汽包爐蒸發(fā)設(shè)備由汽包、下降管、水冷壁、聯(lián)箱和連接管組成；直流鍋爐蒸發(fā)設(shè)備即水冷壁。③蒸汽過熱設(shè)備過熱器、再熱器汽包是加熱、蒸發(fā)和過熱三個(gè)過程的分界點(diǎn)。目前大型電站鍋爐中用于加熱水和蒸汽的主要受熱面有省煤器、水冷壁、過熱器、再熱器。,7,（2）爐燃燒系統(tǒng)。任務(wù)是使燃料在爐內(nèi)良好燃燒，放出熱量。燃燒設(shè)備（煤粉燃燒器、點(diǎn)火裝置、爐膛）、煙道、空氣預(yù)熱器等組成2輔助設(shè)備及附件（1）輔助設(shè)備通風(fēng)設(shè)備、輸煤設(shè)備、制粉設(shè)備、給水設(shè)備、除塵除灰設(shè)備、煙氣脫硫設(shè)備、煙氣脫硝設(shè)備。（2）附件安全門、水位計(jì)、吹灰器、熱工儀表等。,8,電站鍋爐的構(gòu)成,鍋爐本體,輔助設(shè)備,汽水系統(tǒng)水的預(yù)熱設(shè)備、蒸發(fā)設(shè)備、蒸汽過熱設(shè)備；燃燒系統(tǒng)燃燒設(shè)備、煙道、空氣預(yù)熱器,通風(fēng)設(shè)備、輸煤設(shè)備、制粉設(shè)備、給水設(shè)備、除塵除灰設(shè)備、煙氣脫硫設(shè)備、煙氣脫硝設(shè)備、附件,,,9,汽輪機(jī)是以蒸汽為工質(zhì)的旋轉(zhuǎn)式機(jī)械，主要用作發(fā)電原動機(jī)，也用來直接驅(qū)動各種泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和船舶螺旋槳等。特點(diǎn)功率大，轉(zhuǎn)速高，運(yùn)行平穩(wěn)，工作可靠，熱經(jīng)濟(jì)性高等。,3汽輪機(jī)系統(tǒng)組成,10,（一）汽輪機(jī)設(shè)備的主要組成,1汽輪機(jī)本體1配汽機(jī)構(gòu)主要有主蒸汽導(dǎo)管、自動主汽門、調(diào)節(jié)閥等。2汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子主要有動葉、葉輪、軸等。3汽輪機(jī)靜子主要有靜葉、汽缸、隔板、軸封、軸承等。2調(diào)節(jié)保安油系統(tǒng)主要有調(diào)速器、油動機(jī)、調(diào)節(jié)閥、油箱、主油泵、輔助油箱和保安設(shè)備等。3凝汽及抽汽系統(tǒng)主要有凝汽器、凝結(jié)水泵、抽氣器、循環(huán)水泵和冷水塔等。4回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)主要有低壓加熱器、除氧器、高壓加熱器等。,11,汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu),1軸；2葉輪；3動葉片；4噴嘴,1油封環(huán)2油封套3軸4動葉槽5葉輪6平衡槽,12,13,14,（二）汽論機(jī)分類,汽輪機(jī),沖動式汽輪機(jī),反動式汽輪機(jī),凝汽式汽輪機(jī),供熱式汽輪機(jī),背壓式汽輪機(jī),調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī),低壓汽輪機(jī),中壓汽輪機(jī),高壓汽輪機(jī),超高壓汽輪機(jī),亞臨界壓力汽輪機(jī),超臨界壓力汽輪機(jī),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,按作功原理分,按功能分,按參數(shù)高低分,15,按熱力特性分類（即汽輪機(jī)型式）凝汽式、中間再熱式背壓式調(diào)整抽汽式,,供熱,TURBINE,,,,,,,,,TURBINE,,,,,熱用戶,TURBINE,,,,,,,,,,,16,按主蒸汽參數(shù)分類低壓汽輪機(jī)小于147MPA；中壓汽輪機(jī)196～392MPA；高壓汽輪機(jī)588～981MPA；超高壓汽輪機(jī)為1177～1393MPA；臨界壓力汽輪機(jī)1569～1765MPA；超臨界壓力汽輪機(jī)大于2215MPA；超超臨界壓力汽輪機(jī)大于32MPA,17,,ΔXXXXXX,,,,,,,變型設(shè)計(jì)次序,,,蒸汽參數(shù),,,額定功率,,,型式,,例N300167/538/538300MW凝汽式汽輪機(jī),主蒸汽壓力為167MPA，溫度為538oC,再熱蒸汽溫度538oC。,汽輪機(jī)型式代號見下表,（三）汽輪機(jī)型號,18,（四）汽輪機(jī)的級、級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程1汽輪機(jī)的級由靜葉柵和動葉柵組成，是汽輪機(jī)作功的最小單元。,19,2級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程具有一定壓力、溫度的蒸汽通過汽輪機(jī)的級時(shí)，首先在靜葉柵通道中得到膨脹加速，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為高速汽流的動能，然后進(jìn)入動葉通道，在其中改變方向或者既改變方向同時(shí)又膨脹加速，推動葉輪旋轉(zhuǎn)，將高速汽流的動能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機(jī)械能。,汽輪機(jī)做功過程,20,3沖動級當(dāng)汽流通過動葉通道時(shí)，由于受到動葉通道形狀的限制而彎曲被迫改變方向，因而產(chǎn)生離心力，離心力作用于葉片上，被稱為沖動力。這時(shí)蒸汽在汽輪機(jī)的級所作的機(jī)械功等于蒸汽微團(tuán)流進(jìn)、流出動葉通道時(shí)其動能的變化量。而這種級稱為沖動級。,4反動級當(dāng)汽流通過動葉通道時(shí)，一方面要改變方向，同時(shí)還要膨脹加速，前者會對葉片產(chǎn)生一個(gè)沖動力，后者會對葉片產(chǎn)生一個(gè)反作用力，即反動力。蒸汽通過這種級，兩種力同時(shí)作功。通常稱這種級為反動級。,21,進(jìn)入高壓汽輪機(jī)的從高壓蒸汽入口進(jìn)入高壓汽缸，推動動葉，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，作功后的蒸氣再從高壓缸出口排出，通向再熱器。高中壓合缸結(jié)構(gòu)，在一個(gè)外缸內(nèi)有高壓汽缸（內(nèi)缸）與中壓汽缸（內(nèi)缸），左邊是高壓汽缸，內(nèi)裝有高壓汽輪機(jī)；右邊是中壓汽缸，內(nèi)裝有中壓汽輪機(jī)，高壓汽輪機(jī)與中壓汽輪機(jī)共用同一根轉(zhuǎn)軸。被蒸汽推動旋轉(zhuǎn)的葉片是動葉,動葉安裝在轉(zhuǎn)軸上，構(gòu)成轉(zhuǎn)子。安裝在汽缸內(nèi)的葉片是靜葉，起噴嘴的作用。一級動葉與一級靜葉構(gòu)成汽輪機(jī)的一個(gè)級。高壓汽輪機(jī)由多級動葉與靜葉組成，（本模型僅4級），中壓汽輪機(jī)也由多級動葉與靜葉組成（模型僅4級）。由再熱器加熱完的蒸汽從蒸汽入口進(jìn)入中壓汽缸，推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，作功后的蒸氣再從中壓缸出口排出。,22,進(jìn)入高壓汽輪機(jī)的從高壓蒸汽入口進(jìn)入高壓汽缸，推動動葉，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，作功后的蒸氣再從高壓缸出口排出，通向再熱器。高中壓合缸結(jié)構(gòu)，在一個(gè)外缸內(nèi)有高壓汽缸（內(nèi)缸）與中壓汽缸（內(nèi)缸），左邊是高壓汽缸，內(nèi)裝有高壓汽輪機(jī)；右邊是中壓汽缸，內(nèi)裝有中壓汽輪機(jī)，高壓汽輪機(jī)與中壓汽輪機(jī)共用同一根轉(zhuǎn)軸。被蒸汽推動旋轉(zhuǎn)的葉片是動葉,動葉安裝在轉(zhuǎn)軸上，構(gòu)成轉(zhuǎn)子。安裝在汽缸內(nèi)的葉片是靜葉，起噴嘴的作用。一級動葉與一級靜葉構(gòu)成汽輪機(jī)的一個(gè)級。高壓汽輪機(jī)由多級動葉與靜葉組成，（本模型僅4級），中壓汽輪機(jī)也由多級動葉與靜葉組成（模型僅4級）。由再熱器加熱完的蒸汽從蒸汽入口進(jìn)入中壓汽缸，推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，作功后的蒸氣再從中壓缸出口排出。,工作過程見視頻,23,四、動力部分主要輔助系統(tǒng)（一）燃料側(cè)1輸煤系統(tǒng)作用是將原煤輸送到制粉系統(tǒng)。電廠輸煤系統(tǒng)設(shè)備一般包括燃料運(yùn)輸、卸煤機(jī)械、受煤裝置、煤場設(shè)施、輸煤設(shè)備、煤量計(jì)量裝置和篩分破碎裝置、集中控制和自動化以及其它輔助設(shè)備與附屬建筑。2制粉系統(tǒng)將原煤磨制成合格的煤粉，定量地、連續(xù)不斷地送入鍋爐。3除塵除灰系統(tǒng)將燃燒過程中產(chǎn)生的灰渣經(jīng)除渣裝置和除塵裝置收集并排出爐外。4脫硝系統(tǒng)脫去燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物。5脫硫系統(tǒng)脫除燃燒產(chǎn)生的硫氧化物。6煙風(fēng)系統(tǒng)將燃燒所需要的空氣連續(xù)不斷地送入爐膛燃燒器，在保證爐膛出口負(fù)壓的前提下，連續(xù)不斷地將燃燒產(chǎn)生的煙氣排出爐外。,24,（二）工質(zhì)側(cè)1給水設(shè)備在保證鍋爐給水壓力前提下，定量地、連續(xù)不斷地將給水送入鍋爐。2蒸汽管道系統(tǒng)連接鍋爐和汽輪機(jī)的蒸汽管道，將過熱蒸汽和再熱蒸汽連續(xù)不斷地送入汽輪機(jī)。3其他工質(zhì)系統(tǒng)一般都包含在汽輪機(jī)輔助設(shè)備中旁路系統(tǒng)給水回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)凝汽系統(tǒng)循環(huán)冷卻系統(tǒng)軸封加熱系統(tǒng)抽真空系統(tǒng)給水除氧系統(tǒng)加熱器疏水系統(tǒng)汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)汽輪機(jī)油系統(tǒng)給水除氧系統(tǒng),25,簡述火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程簡述火力發(fā)電廠動力設(shè)備相關(guān)系統(tǒng)的組成及作用。,

簡介：既然能量是守恒的，那地球上的能量就不會減少了，為什么還需要節(jié)約能源,想想議議,一、能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性,我們從石油中提煉出汽油，內(nèi)燃機(jī)把能源中儲備的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為汽車的機(jī)械能、內(nèi)能。,,這些機(jī)械能、內(nèi)能無法再轉(zhuǎn)化回可以被利用的能源。,例1,例2火力發(fā)電廠把煤中貯存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，供生產(chǎn)和生活用。,用電器將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能、機(jī)械能多種形式的能后，這些能量無法再變回能源。,,在熱傳遞的過程中，熱量只能自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，不能相反。如果要使熱量從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體，就需要消耗其他形式的能量。例如電冰箱就需要消耗電能。,,汽車制動時(shí)，由于摩擦，動能轉(zhuǎn)化成輪胎、地面和空氣的內(nèi)能，這些消耗的能量不能再自動地被用來驅(qū)動汽車。,能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性，有些能量可以利用，有些則不能。我們所能利用的能源是有限的，所以需要節(jié)約能源。,化石能源通過燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，相當(dāng)一部分內(nèi)能沒有被有效利用。,二、能源消耗對環(huán)境的影響,汽車尾氣造成空氣污染和城市熱島效應(yīng)。,燃料燃燒產(chǎn)生的大量二氧化碳，加劇了地球的溫室效應(yīng)。,燃料燃燒還生成二氧化硫、氮氧化物、粉塵和一氧化碳等有害物質(zhì)。,酸性氣體形成酸雨造成危害,酸雨侵蝕后的漢白玉石柱,在下表中，用“√”表示大量耗用該類能源對環(huán)境會有明顯破壞，用“”表示對環(huán)境不會造成明顯破壞。,在耗用各種能源時(shí)，對環(huán)境是否會造成破壞呢,想想議議,1．提高能源的利用率，減少在能源使用中對環(huán)境的破壞。,自2012年6月1日起，北京的機(jī)動車燃油進(jìn)行了最新一輪的升級，升級后的燃油更加環(huán)保，可以改善大氣質(zhì)量。,三、能源與可持續(xù)發(fā)展,可再生能源太陽能、風(fēng)能、水能等可以在自然界里源源不斷地得到。,2．發(fā)展新的理想能源,不可再生能源化石能源、核能等能源會越用越少。,你認(rèn)為風(fēng)能、太陽能、核能以及你所想到的可能的能源，哪些有可能成為未來的理想能源，為什么,能源家族中，有木柴、煤炭、石油、天然氣、水能、風(fēng)能、太陽能、核能等，哪些屬于不可再生能源哪些屬于可再生能源,想想議議,課堂小結(jié),能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性,能源消耗對環(huán)境的影響,,

簡介：2012年7月4日，三峽水電站32臺機(jī)組全部投入工作。自2003年三峽工程正式開始發(fā)電，到2012年7月之間，三峽電站發(fā)電量累計(jì)達(dá)到5648億千瓦時(shí)，相當(dāng)于從滾滾長江中撈起了近2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減排二氧化碳4億噸、二氧化硫500多萬噸。,,三峽水電站是如何發(fā)電的呢,電能只是人類生活、生產(chǎn)活動中廣為使用的能量的一種。人類的生活、生產(chǎn)活動，無法離開能量的使用。,提高上游水位增加水的勢能,高水位的水快速向下流推動水輪機(jī)轉(zhuǎn)動,發(fā)電機(jī)在水輪機(jī)的帶動下旋轉(zhuǎn)發(fā)電,三峽水電站的發(fā)電原理,能夠提供熱、光、機(jī)械能和電能等各種形式的能量來源就叫能源。金屬的冶煉、機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)、汽車和火車等交通工具的行駛需要能量，生活中燒飯、取暖、照明等也需要能量。生產(chǎn)和生活中利用的這些能量，是通過不同的能源提供的。各種能源的廣泛利用，極大地促進(jìn)了人類文明的發(fā)展。,一、能源概念,地球上的能源是否是無盡的呢,我們的生活中都用到哪些能源呢,鉆木取火這項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)，使人類實(shí)現(xiàn)了從利用自然火到利用人工火的轉(zhuǎn)變。開啟了人類以柴薪為主要能源的時(shí)代。,柴薪主要通過砍伐森林獲得，大面積的砍伐森林嚴(yán)重破壞地球的生態(tài)平衡。同時(shí)由于燃燒柴薪獲取能量的效率較低，人類仍需要開發(fā)其他的能源。,二、人類利用能源的歷程,蒸汽機(jī)的發(fā)明令人類成功地將燃燒獲取的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。實(shí)現(xiàn)了以機(jī)械動力大規(guī)模代替人力和畜力的新時(shí)代，人類的主要能源從柴薪轉(zhuǎn)向熱值更高的煤。,煤、石油、天然氣是千百萬年前埋在地下的動、植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的，所以稱為化石能源。這三種能源是當(dāng)今世界一次能源的三大支柱。,1．能直接從自然界獲取的能源稱為一次能源,煤,石油,風(fēng)能,地?zé)崮?水能,三、能源的類型,2．由一次能源經(jīng)過加工得到的能源稱為二次能源,汽油、柴油,風(fēng)力發(fā)電,水力發(fā)電,太陽能發(fā)電,地?zé)岚l(fā)電,電能的利用,,一次能源,二次能源,天然氣,化石能源,煤,石油,核能,電能,汽油,風(fēng)能,太陽能,水能,地?zé)崮?柴油,,,能源分類,如果把全世界的能源消耗量折合成熱值為293107J/KG的標(biāo)準(zhǔn)煤來計(jì)算，1950年為26億噸，1987年為110多億噸，2003年接近140億噸，2007年達(dá)到160億噸。,四、21世紀(jì)的能源趨勢,化石能源是現(xiàn)代人類文明所需的主要能源。由于其屬于不可再生的資源，所以總有使用殆盡的一天。,而且在開采化石能源的過程中因意外而對環(huán)境的破壞也十分嚴(yán)重。所以開發(fā)新能源、更好地利用已知能源是全球范圍的重要課題。,20世紀(jì)40年代，科學(xué)家發(fā)明了可以控制核能釋放的裝置核反應(yīng)堆，拉開了以核能為代表的新能源利用的序幕。,核反應(yīng)堆外圍包裹著厚厚的混凝土罩以吸收輻射,水在核反應(yīng)堆中心循環(huán)流動，吸收在核反應(yīng)中產(chǎn)生的熱量，并將這部分內(nèi)能傳遞給蒸汽發(fā)生器內(nèi)的水,吸收了熱量的水汽化變成蒸汽,蒸汽推動發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將蒸汽的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,核能發(fā)電的原理,二次能源電能,不造成空氣污染,不排放CO2,消耗核能源少,發(fā)電成本低,產(chǎn)生放射性廢料,排熱量大,建廠成本大,核泄漏污染大,核能發(fā)電的利弊,1．人們的生產(chǎn)和生活中利用能源提供能量。2．人類歷史上利用的能源逐步從太陽、柴薪等轉(zhuǎn)變成煤、石油、天然氣等化石能源。,課堂小結(jié),

簡介：第二節(jié)能源的開發(fā)和利用,第二十章能源、材料與社會,草廟一中陳澤鴻,看下列三則材料，你有什么想說的,3、國際能源機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)，地球上的石油、天然氣、煤供人類開采的年限，分別只有40年、50年和240年。,▲2、我國的能源結(jié)構(gòu),▲1、我國和世界的能源消耗,,,開發(fā)新能源,太陽能,氫能,沼氣,地?zé)?潮汐,可燃冰,,,開發(fā)新能源,2、你認(rèn)為哪種新能源最有開發(fā)前途,1、你認(rèn)為或你知道還有哪些能源值得人類開發(fā),3、結(jié)合麗水生態(tài)示范區(qū)建設(shè)，談?wù)勎沂性诮鉀Q“能源問題”中，可以做哪些工作,,,一、太陽能,太陽灶,航天器,太陽能熱水器,太陽能發(fā)電裝置,1、你能說說太陽能的特點(diǎn)嗎2、目前利用太陽能的主要方法有哪些,,,二、核能,－－－原子核發(fā)生改變所產(chǎn)生的能量,獲得核能有兩種途徑,1、裂變,2、聚變,,,,氚核,氘核,氦核,,一個(gè)中子（隨能量釋放）,2、聚變－2個(gè)質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的新核，同時(shí)釋放出能量的過程。,1、裂變－質(zhì)量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個(gè)新原子核，并釋放能量的過程,－－鏈?zhǔn)椒磻?yīng),例原子彈,例氫彈、太陽,－－熱核反應(yīng),3、聚變威力更大,,,核裂變原子模型,原子彈根據(jù)核裂變的原理制成。屬于不可控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的結(jié)果,,,原子彈爆炸時(shí)形成的蘑菇云,,,氫彈根據(jù)核聚變的原理制成。威力比原子彈還大。,,,核能的和平利用核電站,如果使原子核的裂變和聚變在可控制的條件下緩慢進(jìn)行，釋放的核能就可有效地利用。,,,核能的和平利用核電站,思考在電站工作過程中，能是如何轉(zhuǎn)化的,核能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能,,,1、能量轉(zhuǎn)化,核能,,內(nèi)能,,機(jī)械能,,電能,2、我國第一座自行設(shè)計(jì)建造的核電站,－－秦山核電站,3、存在的問題,－－放射性污染,,,氫能源,你認(rèn)為氫能源有哪些優(yōu)點(diǎn)你認(rèn)為目前不能大量使用氫能源的原因是什么應(yīng)用氫能源，你有什么良策,三、其他新能源,,,沼氣能源,什么地區(qū)適合發(fā)展沼氣能源沼氣是怎么得到的沼氣能源的使用應(yīng)注意什么,,,地?zé)崮?冰島地?zé)?西藏羊八井地?zé)犭娬?，是我國最大的地?zé)犭娬?,,潮汐能,潮汐的形成,浙江溫嶺江廈潮汐發(fā)電站，是世界第三大潮汐發(fā)電站。,,,可燃冰,11月2日，新華社發(fā)布的一項(xiàng)消息說，一項(xiàng)針對南海北部的勘測顯示，那里的可燃冰儲量達(dá)到我國陸上石油總量的一半左右，這些可燃冰有望在2015年進(jìn)行試開采。對于可燃冰，你還想知道什么呢,資源豐富的南海,,,可燃冰,可燃冰是一種天然氣水合物的俗稱，這種物質(zhì)在低溫和40多個(gè)大氣壓下才是穩(wěn)定的?？扇急竭_(dá)水面可以立即融化，同時(shí)成分中的甲烷開始燃燒。每立方米可燃冰可釋放164立方米甲烷。,可燃冰分布廣，資源豐富，據(jù)計(jì)算這種未來的能源可供人類使用上千年?？扇急s質(zhì)少，無污染?？扇急m好，但開采不易。,,

簡介：第9章化學(xué)與社會發(fā)展,第1節(jié)能源的綜合利用,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,問題導(dǎo)學(xué),新知預(yù)習(xí),一、能源的種類和危機(jī),1．能源的種類________、____能、_____能、風(fēng)能、地?zé)崮?、核能、生物質(zhì)能等。2．隨著能源消耗量的增加，作為能源主體的化石燃料日益枯竭，人類必將面臨能源危機(jī)。提示目前開發(fā)的新能源有氫能、_____、_______等。,化石燃料,電,太陽,核能,太陽能,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,二、化石燃料,__、_____和______是世界上最重要的三種化石燃料。____被人們稱為“工業(yè)的糧食”，____被稱為“工業(yè)的血液”。天然氣的主要成分是_____。,煤,石油,天然氣,煤,石油,甲烷,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,三、化石燃料的綜合利用,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,四、太陽能的儲存與利用,方法一___________，其基本原理是利用太陽輻射能加熱物體而獲得熱能，如溫室、太陽能熱水器等。方法二___________，即把太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能。方法三太陽能生物質(zhì)能淀粉、纖維素。,光熱轉(zhuǎn)換,光電轉(zhuǎn)換,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,五、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置化學(xué)電池,日常使用的電能，大多是通過燃燒化石燃料，由化學(xué)能轉(zhuǎn)變而來的。但火力發(fā)電中的能量經(jīng)過多次轉(zhuǎn)化，會使能量的轉(zhuǎn)換效率降低，造成能量損失較大。化學(xué)電池能夠在一定程度上解決這一問題。使用化學(xué)電池的優(yōu)點(diǎn)是提高能源的利用率，減少大氣污染物的排放。實(shí)驗(yàn)教材第95頁“觀察與思考”。用砂紙擦去銅片和鋅片表面的氧化膜，用導(dǎo)線將銅片和鋅片分別連接到電流表的正、負(fù)極，然后把鋅片和銅片一起插入盛有硫酸銅溶液的燒杯中?，F(xiàn)象1電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；2硫酸銅溶液的顏色變淺，鋅片逐漸溶解，銅片表面有紅色物質(zhì)覆蓋。,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,六、氫能,生產(chǎn)、生活以及實(shí)驗(yàn)中通過下列方法制取氫氣。1電解水2H2O2H2↑＋O2↑2活潑金屬與酸反應(yīng)ZN＋H2SO4ZNSO4＋H2↑3將太陽能轉(zhuǎn)化為氫能光分解水←太陽能→光電轉(zhuǎn)換→電解水氫能的開發(fā)與利用也面臨著許多困難①_________、②_________。,制氫問題,儲氫問題,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,互動探究,探究點(diǎn)一能源的分類,,情景展示,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,問題探究,你能說出幾種常見能源嗎根據(jù)上圖，你知道石油和煤這兩種常規(guī)能源是如何進(jìn)行綜合利用的嗎,思考交流,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,歸納提升,根據(jù)能源的利用角度可分為常規(guī)能源和新能源；根據(jù)能源能否再生的角度，可分為可再生能源和不可再生能源。由于目前使用的能源主要是化石能源，而化石能源又是不可再生的能源。因此，從根本上解決人類面臨的能源短缺問題，一要節(jié)約能源，二要進(jìn)一步開發(fā)、利用新能源。開發(fā)的新能源主要有太陽能、核能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、氫能等。石油的分餾是物理變化，主要是利用組成石油的各物質(zhì)的沸點(diǎn)不同，從而把各成分先后蒸餾出來而得到分離。石油的綜合利用過程中，組成物質(zhì)的分子發(fā)生了變化，因此是化學(xué)變化。煤的焦化是化學(xué)變化，即通過隔絕空氣對煤加強(qiáng)熱，使煤分解得到各種產(chǎn)物。煤還可以通過液化、氣化等加工手段、進(jìn)行綜合利用。,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,課堂速記,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,應(yīng)用示例,例1能源問題是當(dāng)今世界三大問題之一。下列有關(guān)能源的敘述中不正確的是A．乙醇汽油中添加的乙醇屬于可再生能源B．人類通過化石燃料獲得能量的過程是物理變化C．將煤球制成“蜂窩煤”是為了增大與空氣的接觸面積，使其燃燒更充分D．我國南海海底儲藏了大量“可燃冰”，它將成為替代化石燃料的新能源,,,,,解析B人類通過化石燃料獲得能量利用的是燃燒，屬于化學(xué)變化。,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,例22014南京節(jié)選能源與環(huán)境已成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問題。1目前人們利用最多的能源是煤、__________和天然氣等化石燃料。2人們正在利用和開發(fā)其他能源，如太陽能、______、________等。,答案1石油2風(fēng)能氫能其他合理答案均可,方法點(diǎn)撥①利用不同的分類方法，能源有“可再生能源”“一次能源”“二次能源”“清潔能源”和“新能源”等。②提高能源利用率增大與空氣的接觸面積，使其燃燒更充分。,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,探究點(diǎn)二化學(xué)電池,情景展示,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,問題探究,生活中你還見過哪些化學(xué)電池你能簡單說明右圖中的反應(yīng)現(xiàn)象及化學(xué)原理嗎,思考交流,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,歸納提升,電池是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，是一種高效率的能量轉(zhuǎn)換器。使用化學(xué)電池的優(yōu)點(diǎn)是提高能源的利用率，減少大氣污染物的排放；缺點(diǎn)是如果不注意廢舊電池的回收，就會對土壤和水資源造成污染。,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,課堂速記,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,例3用砂紙擦除銅片和鋅片表面的氧化膜，用導(dǎo)線將銅片和鋅片分別連接到電流表的正、負(fù)極，然后把鋅片和銅片一起插入盛有硫酸銅溶液的燒杯中如圖9－1－1所示。1可以觀察到的現(xiàn)象有①___________；②________；③_______；④電流表指針偏向______填“銅”或“鋅”。2實(shí)驗(yàn)中發(fā)生能量變化的形式是由________能變?yōu)開_______能，發(fā)生這種能量變化的化學(xué)方程式是_________。,應(yīng)用示例,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,答案1①鋅片逐漸溶解②銅片上析出紅色物質(zhì)③溶液藍(lán)色變淺④銅2化學(xué)電ZN＋CUSO4ZNSO4＋CU,方法點(diǎn)撥①化學(xué)電池的工作原理是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。②優(yōu)點(diǎn)能量轉(zhuǎn)化率高，減少大氣污染物的排放等。缺點(diǎn)廢舊電池的隨意丟棄，造成環(huán)境污染。,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,探究點(diǎn)三新能源的開發(fā)和利用,情景展示,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,問題探究,你能簡要說明圖中能量的轉(zhuǎn)化方式嗎你認(rèn)為哪種轉(zhuǎn)化方式是獲取新能源的最佳方式,思考交流,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,歸納提升,最理想能源氫能1．在人類研究開發(fā)的眾多新能源中，氫氣是極其理想的能源之一，氫能具有①資源豐富、②熱值高、③產(chǎn)物不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。2．以氫氣為能源，要解決兩個(gè)問題一是制氫問題，即如何高效、經(jīng)濟(jì)地制取氫氣；二是儲氫問題。3．氫氣的理想制法1太陽能發(fā)電，再利用電能分解水。2研制特種催化劑，在水中加入該類催化劑后，在陽光的照射下，利用光化學(xué)反應(yīng)分解水，廉價(jià)地獲取大量氫氣。,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,課堂速記,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,應(yīng)用示例,例4絕大多數(shù)人認(rèn)為氫是未來時(shí)代最理想的清潔能源之一。目前制約氫能推廣使用的瓶頸問題有兩個(gè)一是制氫問題，二是儲氫問題。下列各種制氫方法中，最具開發(fā)前景的是A．原子能發(fā)電電解水2H2O2H2↑＋O2↑B．鋅與稀硫酸反應(yīng)H2SO4＋ZNH2↑＋ZNSO4C．天然氣與水蒸氣反應(yīng)CH4＋2H2O氣4H2＋CO2D．運(yùn)用生物技術(shù)培養(yǎng)特殊菌類，利用太陽能分解水2H2O光菌2H2↑＋O2↑,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,解析DA利用原子能發(fā)電電解水，在能量轉(zhuǎn)換時(shí)會有能量損耗，所以A不經(jīng)濟(jì)。B是利用金屬與酸的反應(yīng)，適用于在實(shí)驗(yàn)室制取少量H2，用于工業(yè)生產(chǎn)既不經(jīng)濟(jì)，又會產(chǎn)生大量廢物。C利用天然氣與水蒸氣反應(yīng)，本身消耗了化石燃料，在生產(chǎn)中耗能，且產(chǎn)生了溫室氣體CO2。D利用太陽能在菌類作用下產(chǎn)生H2，無污染，不消耗太陽能以外的能量，最具開發(fā)前景。,,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,方法點(diǎn)撥氫氣作為可再生能源，在制取時(shí)高效、經(jīng)濟(jì)，并且不產(chǎn)生污染，才是具有開發(fā)前景的制法。氫氣的理想制法有兩種太陽能發(fā)電，再利用電能分解水；研制特種催化劑，在水中加入該類催化劑后，在陽光的照射下，利用光化學(xué)反應(yīng)分解水，廉價(jià)地獲取大量氫氣。,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,課堂小結(jié),,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,當(dāng)堂檢測,知識點(diǎn)?能源的分類,1．下列物質(zhì)屬于最清潔的能源的是A．煤B．氫氣C．可燃冰D．石油,解析煤在燃燒時(shí)能產(chǎn)生二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等空氣污染物，故A錯(cuò)誤；氫氣的燃燒產(chǎn)物是水，無污染，屬于最清潔的能源，故B正確；可燃冰是甲烷的水合物，雖然比較潔凈，但燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳排放過多會造成溫室效應(yīng)，故C錯(cuò)誤；石油在燃燒時(shí)能產(chǎn)生二氧化硫、一氧化碳、煙塵等空氣污染物，故D錯(cuò)誤。,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,2．化石燃料是不可再生能源。下列不屬于化石燃料的是A．煤B．石油C．乙醇D．天然氣,解析C煤、石油、天然氣是三大化石燃料。,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,知識點(diǎn)?能源的開發(fā)和利用,3．隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源與環(huán)境成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問題。1天然氣的主要成分是__________填化學(xué)式。2氫氣是最清潔的燃料，用化學(xué)方程式表示其原因____________________________________。3天然氣、________和煤被稱為“化石燃料”。煤不充分燃燒時(shí)，會產(chǎn)生大量的有毒氣體，該氣體是________。,第9章化學(xué)與社會發(fā)展,

簡介：6能源的開發(fā)與利用,1知道能量守恒定律的內(nèi)容。,2了解人類應(yīng)用能源的歷程，能源對人類社會發(fā)展所起的作用，以及人類在利用能源的同時(shí)對環(huán)境造成了哪些嚴(yán)重污染。,3知道哪些能源屬于新能源。,仔細(xì)觀察下面的圖片，說明它們具有哪種形式的能涉及哪些能量之間的轉(zhuǎn)化,人體的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為標(biāo)槍的機(jī)械能,風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能,水的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，動能再轉(zhuǎn)化為電能,電能轉(zhuǎn)化為光能,太陽能與其他形式的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系圖,一、能量守恒定律,定律能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量保持不變。,表達(dá)式,能量守恒定律是最基本、最普遍、最重要的自然規(guī)律之一。,二、能源的利用,1人類利用能源的三個(gè)時(shí)期,（1）柴草時(shí)期,火的使用是人類在能源利用上的第一個(gè)里程碑，它使人類脫離了茹毛飲血的時(shí)代。,（2）煤炭時(shí)期,蒸汽機(jī)的廣泛使用，帶動了工業(yè)革命和資本主義社會的成長。,（3）石油時(shí)期,內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明推動了19世紀(jì)末、20世紀(jì)初開始的機(jī)械化和電氣化進(jìn)程。,2004年世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒的最新數(shù)據(jù)顯示，世界石油總儲量為115萬億桶，僅供開采41年；全球天然氣儲量為176萬億立方米，僅供開采63年。日本權(quán)威能源研究機(jī)構(gòu)也申明，全球煤炭埋藏量10316億噸，可供開采231年。,2能源短缺,3環(huán)境惡化,化石燃料煤和燃油的燃燒,空中死神酸雨,汽車的尾氣,大氣污染,溫室效應(yīng)使全球氣候變暖,兩極冰山融化,三、新能源的開發(fā),太陽能,風(fēng)能風(fēng)力發(fā)電,水能三峽水電站,核能深圳大亞灣核電站,西藏羊八井地?zé)犭娬?溫泉地?zé)崮?沼氣,1．下列對能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認(rèn)識正確的是（）A．某種形式的能減少,一定存在其他形式的能增加B．某個(gè)物體的能減少,必然有其他物體的能增加C．不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機(jī)器永動機(jī)，不可能制成D．石子從空中落下,最后停止在地面上,說明機(jī)械能消失了,ABC,2．關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的說法中正確的是A．舉重運(yùn)動員把重物舉起來,體內(nèi)的一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為重力勢能B．電流通過電阻絲使電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．內(nèi)燃機(jī)做功的過程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程D．做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程，做了10J的功，就有10J的能量發(fā)生轉(zhuǎn)化,ABCD,3．自由擺動的秋千擺動幅度越來越小，下列說法正確的是（）A．機(jī)械能守恒B．能量正在消失C．只有動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化D．減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但總能量守恒,D,4．設(shè)想在一間與外界絕熱的房間內(nèi)，有一臺正在工作的電冰箱．如果電冰箱的門是開著的，那么室內(nèi)的溫度將（）A．升高B．降低C．不變D．都有可能,A,5在下列能源中，屬于未來的理想清潔能源的是A．氫能B．核能C．太陽能D．風(fēng)能,ABCD,6下列設(shè)想中，符合能量轉(zhuǎn)化和守恒定律的是（）A．利用永磁鐵和軟鐵的相互作用，做成一臺機(jī)器，永遠(yuǎn)地轉(zhuǎn)動下去B．制造一架飛機(jī)，不攜帶燃料，只需利用太陽能就能飛行C．做成一只船，利用流水的能量，逆水行駛，不用其他動力D．利用核動力使地球離開太陽系,BD,一、能量守恒定律,能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量保持不變。,二、能源的利用,柴草時(shí)期,煤炭時(shí)期,石油時(shí)期,三、新能源的開發(fā),

簡介：2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,1,第八章對流傳熱,本章重點(diǎn)討論對流傳熱的機(jī)理、對流傳熱系數(shù)的定義式，平板壁面上以及管內(nèi)對流傳熱的求解,動量傳遞與熱量傳遞的類似性。,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,2,81對流傳熱機(jī)理與對流傳熱系數(shù),一、對流傳熱機(jī)理,二、溫度邊界層（熱邊界層）,三、對流傳熱系數(shù),第八章對流傳熱,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,3,對流傳熱的類型,,,對流傳熱,有相變無相變,,蒸氣冷凝液體沸騰,強(qiáng)制對流自然對流,強(qiáng)制層流傳熱強(qiáng)制湍流傳熱,,本課程的對流傳熱指運(yùn)動流體與固體壁面之間的熱量傳遞。,一、對流傳熱機(jī)理,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,4,當(dāng)流體流經(jīng)固體壁面時(shí)，將形成層流或湍流）邊界層。湍流邊界層由三層組成層流內(nèi)層、緩沖層和湍流核心。由于流體具有粘性，故緊貼壁面的一層流體，其速度為零。,一、對流傳熱機(jī)理,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,5,（1）層流內(nèi)層傳熱方式為熱傳導(dǎo)；,（2）湍流核心熱量傳遞以旋渦運(yùn)動引起的傳熱為主，而分子運(yùn)動所引起的熱傳導(dǎo)可以忽略不計(jì)；,（3）緩沖層兼有熱傳導(dǎo)和渦流傳熱兩種傳熱方式；,一、對流傳熱機(jī)理,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,6,二、溫度邊界層（熱邊界層）,當(dāng)流體流過固體壁面，若流體與壁面處的溫度不同，則在與壁面垂直的方向上建立起溫度梯度，該溫度梯度自壁面向流體主體逐漸減小。壁面附近具有較大溫度梯度的區(qū)域稱為溫度邊界層。,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,7,當(dāng)流體以U0、T0流進(jìn)管道，在進(jìn)口附近形成溫度邊界層，其形成過程與速度邊界層類似。,管道壁面的溫度邊界層,傳熱進(jìn)口段長度,進(jìn)口段傳熱,充分發(fā)展的傳熱,二、溫度邊界層（熱邊界層）,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,8,（1）平板邊界層厚度,（2）管內(nèi)邊界層的厚度,進(jìn)口段區(qū)與平板相同；,匯合后,熱邊界層厚度的定義,,二、溫度邊界層（熱邊界層）,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,9,三、對流傳熱系數(shù),固體壁面與流體之間的對流傳熱通量可用牛頓冷卻定律描述,1對流傳熱的定義,對流傳熱通量,對流傳熱系數(shù),壁面溫度,流體溫度,J/M2S,J/M2SK,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,10,（1）平板邊界層,取,三、對流傳熱系數(shù),2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,11,（2）管內(nèi)邊界層（充分發(fā)展后）,取,,,,主體平均溫度，混合杯（MIXINGCUP溫度。,三、對流傳熱系數(shù),2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,12,求解對流傳熱速率Q的關(guān)鍵是確定對流傳熱系數(shù)H。H與動量傳遞系數(shù)CD是的求解方法類似。,對流傳熱系數(shù)的求解途徑（以平板為例）,近壁面的流體層速度為零，則通過該流體層的傳熱為導(dǎo)熱，其傳熱速率Q為,三、對流傳熱系數(shù),2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,13,穩(wěn)態(tài)下，該熱量以對流方式傳入流體中，即,式（1）與（2）聯(lián)立，得,H,,,壁面處溫度梯度,,溫度分布TTX,Y,Z,,解能量方程,,速度分布,,解運(yùn)動方程,注意以上路線僅適合于層流傳熱。,三、對流傳熱系數(shù),2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,14,求解湍流傳熱的對流傳熱系數(shù)的兩個(gè)途徑（1）應(yīng)用量綱分析方法并結(jié)合實(shí)驗(yàn)，建立相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式；（2）應(yīng)用動量傳遞與熱量傳遞的類似性，通過類比法求對流傳熱系數(shù)H。,三、對流傳熱系數(shù),2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,15,第八章對流傳熱,81對流傳熱機(jī)理與對流傳熱系數(shù),82平壁面上的對流傳熱,一、平板壁面上層流傳熱的精確解,二、平板壁面上層流傳熱的近似解,三、平板壁面上湍流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,16,平板層流傳熱的對流傳熱系數(shù)可通過理論分析法求算（精確解），亦可通過與卡門邊界層積分動量方程類似的熱流方程得到。平板湍流傳熱系數(shù)的求算，則通過熱流方程的方法來解決。,一、平板壁面上層流傳熱的精確解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,17,流體在平板壁面上流過時(shí)速度邊界層與溫度邊界層的發(fā)展的2種情況,一、平板壁面上層流傳熱的精確解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,18,1平壁上層流傳熱邊界層的變化方程,,,普蘭德邊界層方程,能量方程化簡,一、平板壁面上層流傳熱的精確解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,19,,由于,,,,邊界層能量方程,一、平板壁面上層流傳熱的精確解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,20,2平壁上層流傳熱邊界層的解析解,,作變量置換，令,,比較,T～UX,,一、平板壁面上層流傳熱的精確解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,21,,,,,,,,令,一、平板壁面上層流傳熱的精確解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,22,,,,,,令,,一、平板壁面上層流傳熱的精確解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,23,,,令,,,,二次積分并代入BC（1）得,,,代入BC（2）得,,一、平板壁面上層流傳熱的精確解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,24,,溫度分布方程,POHLHAUSEN采用數(shù)值法求解上式其解如圖所示,、,,,一、平板壁面上層流傳熱的精確解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,25,,3局部對流傳熱系數(shù),適用條件所有PR，,一、平板壁面上層流傳熱的精確解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,26,對于范圍PR0615內(nèi)的層流流動，可以簡化,,,由圖,,,適用條件PR0615，,一、平板壁面上層流傳熱的精確解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,27,4平均對流傳熱系數(shù),長度為L、寬為B的平板的平均對流傳熱系數(shù),,,定性溫度,,一、平板壁面上層流傳熱的精確解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,28,5熱邊界層厚度,由圖當(dāng)時(shí),,,一、平板壁面上層流傳熱的精確解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,29,邊界層傳熱的另一種較簡單的求解方法是采用溫度邊界層的熱量流動方程（簡稱熱流方程）。其特點(diǎn)是求解過程簡單、結(jié)果足夠精確、還適用于湍流邊界層的傳熱計(jì)算。,一、平板壁面上層流傳熱的精確解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,30,1溫度邊界層熱流方程的推導(dǎo),,取一微元控制體,作熱量衡算,12面流入,,熱量流率,質(zhì)量流率,二、平板壁面上層流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,31,34面流出,質(zhì)量流率,熱量流率,二、平板壁面上層流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,32,23面流入,質(zhì)量流率,熱量流率,,,二、平板壁面上層流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,33,14面（壁面）導(dǎo)入,熱量以導(dǎo)熱方式輸入控制體，根據(jù)傅立葉定律，熱流速率為,M40,,二、平板壁面上層流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,34,,,即,僅考慮X方向的流動，上式寫成,邊界層熱流方程,,邊界層積分動量方程,二、平板壁面上層流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,35,2平板壁面上層流傳熱的近似解,考察平板壁面上速度邊界層與溫度邊界層不同時(shí)發(fā)展的情形。,,,,,,,,,,二、平板壁面上層流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,36,,,,,二、平板壁面上層流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,37,,,,二、平板壁面上層流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,38,,,令,,二、平板壁面上層流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,39,,,,,,,,,,,二、平板壁面上層流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,40,積分上式，得,,,,,由,得,,二、平板壁面上層流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,41,如加熱由平板前緣開始，X00，則,,或,,（1）對于粘稠油類流體，PR≥1000，假定成立；,,（2）對于氣體，PR＜1（空氣為07），則假定不成立，但氣體PR值最小約為06,由上式算出Ξ116，誤差不大；,（3）對于PR極小的流體，例如液態(tài)金屬，不成立。,二、平板壁面上層流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,42,局部對流傳熱系數(shù),,,,,,,二、平板壁面上層流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,43,局部對流傳熱系數(shù),當(dāng)加熱由平板前緣開始，X00，則,,二、平板壁面上層流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,44,定性溫度,,平均對流傳熱系數(shù),二、平板壁面上層流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,45,邊界層熱流方程既可用于層流邊界層的傳熱計(jì)算，也可用于湍流邊界層的傳熱計(jì)算。但對于后者，應(yīng)該使用湍流時(shí)的速度分布方程和溫度分布方程,,,,三、平板壁面上湍流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,46,對于湍流，假定速度分布和溫度分布均遵循1/7次方定律,,,,,,層流（）,湍流,三、平板壁面上湍流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,47,,,由得,,,,,三、平板壁面上湍流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,48,,,實(shí)驗(yàn)表明，湍流邊界層傳熱時(shí)，PR的指數(shù)仍為1/3，即相當(dāng)于N1/1710585，故,三、平板壁面上湍流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,49,,,,,局部對流傳熱系數(shù),平均對流傳熱系數(shù),,,三、平板壁面上湍流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,50,若考慮平板前緣層流邊界層的影響時(shí)，可作如下修正,,,,式中,三、平板壁面上湍流傳熱的近似解,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,51,第八章對流傳熱,81對流傳熱機(jī)理與對流傳熱系數(shù),82平壁面上的對流傳熱,83管內(nèi)對流傳熱,一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析,二、圓管湍流傳熱的類似律,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,52,一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析,（1）流動邊界層與傳熱邊界層同時(shí)發(fā)展,（2）流動邊界層充分發(fā)展,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,53,1傳熱微分方程,,第（1）種情況穩(wěn)態(tài)、軸對稱、進(jìn)口段二維層流,第（2）種情況穩(wěn)態(tài)、軸對稱、層流充分發(fā)展（長徑比大）,,,給定出BC，可用變量分離法求解。,一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,54,通常的BC為,,,（常數(shù)，恒壁溫）,或（3）RRI，對流邊界,一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,55,2流動與傳熱邊界層均充分發(fā)展后的層流傳熱,,,傳熱均充分發(fā)展的定義,,,,,,,,一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,56,①壁面熱通量常數(shù)；,兩種常見的壁面邊界條件,②壁溫恒定，TS常數(shù)。,,（1）壁面熱通量常數(shù),在此情況下，可以推出,一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,57,,,,一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,58,,第一次積分，得,,由BC（1）得,再積分，得,,借助管壁面溫度R＝RI，TTS得,,,一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,59,,注意為常數(shù)使邊界條件（2）自動滿足。,,一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,60,一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,61,,,在管內(nèi)層流傳熱過程中，當(dāng)速度邊界層和溫度邊界層均充分發(fā)展后，HZ或NU為常數(shù)。,一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,62,（2）壁溫恒定，TS常數(shù),可以證明，不再為常數(shù)而是徑向距離R的函數(shù)。,GREATZ分析求解的結(jié)果為,,一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,63,3管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的普遍解,圖為努塞爾NUSSELT和凱斯（KAYS的結(jié)果,一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,64,傳熱進(jìn)口段長度LT可用下式估算,將圖中曲線擬合，用下式表示為,一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,65,一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,66,傳遞機(jī)理的類似；,動量與熱量傳遞類似的體現(xiàn),數(shù)學(xué)模型類似；,求解方法類似；,兩個(gè)傳遞系數(shù)（F與H）可用一定的關(guān)系式相聯(lián)系。,類似律,二、圓管湍流傳熱的類似律,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,67,根據(jù)動量與熱量傳遞的類似性，對兩種傳遞過程進(jìn)行類比分析，建立傳遞系數(shù)間的定量關(guān)系，該過程即動量與熱量傳遞的類比。,意義,由已知傳遞過程系數(shù)求另一傳遞過程系數(shù)。,動量傳遞系數(shù)F,,熱量傳遞系數(shù)H,二、圓管湍流傳熱的類似律,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,68,設(shè)流體以湍流流過壁面，流體與壁面間進(jìn)行動量、熱量傳遞。,REYNOLDS假定湍流主體一直延伸到壁面。,一層模型,設(shè)單位時(shí)間單位面積上，流體與壁面間所交換的質(zhì)量為M。,1雷諾類似律,二、圓管湍流傳熱的類似律,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,69,單位時(shí)間單位面積上交換的動量為,由,故,又,二、圓管湍流傳熱的類似律,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,70,單位時(shí)間單位面積上交換的熱量為,故,由,聯(lián)立得,故,二、圓管湍流傳熱的類似律,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,71,傳熱斯坦頓STANTON數(shù),令,故,雷諾類似律,雷諾類似律,雷諾類似律把整個(gè)邊界層作為湍流處理，故雷諾類似律有一定的局限性。,適用條件,二、圓管湍流傳熱的類似律,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,72,假定湍流邊界層由湍流主體和層流內(nèi)層組成,兩層模型,推導(dǎo)得,普蘭德－泰勒類似律,,修正項(xiàng),2普蘭德泰勒類似律,二、圓管湍流傳熱的類似律,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,73,卡門（KARMAN）假定，湍流邊界層由湍流主體、緩沖層和層流內(nèi)層組成,三層模型,卡門類似律,,修正項(xiàng),3卡門類似律,二、圓管湍流傳熱的類似律,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,74,整理得,令,傳熱J因數(shù),故,柯爾本類似律,適用條件,,4科爾本類似律,二、圓管湍流傳熱的類似律,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,75,各類似律的適用條件,物性參數(shù)可視為常數(shù)或取平均值；,無內(nèi)熱源；,無輻射傳熱；,無邊界層分離，無形體阻力。,各類似律的定性溫度,二、圓管湍流傳熱的類似律,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,76,1某油類液體以1M/S的均勻流速沿一熱平板壁面流過。油類液體的均勻溫度為293K，平板壁面維持353K。設(shè)臨界雷諾數(shù)。已知在邊界層的膜溫度下，液體密度，黏度，比熱，導(dǎo)熱系數(shù)試求,習(xí)題,（1）臨界點(diǎn)處的局部對流傳熱系數(shù)HX及壁面處的溫度梯度；（2）由平板前緣至臨界點(diǎn)段平板壁面的對流傳熱通量。,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,77,2溫度為TB、速度為UB的不可壓縮牛頓型流體進(jìn)入一半徑為RI的光滑圓管與壁面進(jìn)行穩(wěn)態(tài)對流傳熱，設(shè)管截面的速度分布均勻?yàn)閁B、熱邊界層已在管中心匯合且管壁面熱通量恒定，試推導(dǎo)流體與管壁間對流傳熱系數(shù)的表達(dá)式。,習(xí)題,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,78,3常壓下水以UB的流速流過直徑為D、管長為L的光滑水平圓管。已知水的進(jìn)口溫度為T1，管壁維持恒壁溫TS。設(shè)傳熱進(jìn)口段的影響可忽略不計(jì)，水的各項(xiàng)物性參數(shù)均可取算術(shù)平均溫度下的值。試證當(dāng)采用傳熱的柯爾本類似律計(jì)算時(shí)，水的出口溫度的表達(dá)式為,,式中F為管內(nèi)流動的范寧摩擦系數(shù)。,習(xí)題,2024/3/20,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)武朝軍,79,習(xí)題,4不可壓縮型流體以均勻速度U0在相距為2B的兩無限大平板間做平推流流動，上下兩板分別以恒定熱通量向流體傳熱，假定兩板間的溫度邊界層已充分發(fā)展，有關(guān)的物性為常數(shù)，試從直角坐標(biāo)系的能量方程出發(fā)，寫出本題情況下的能量方程特定形式及相應(yīng)的定解條件并求出溫度分布及對流傳熱系數(shù)的表達(dá)式。,

簡介：,,化工原理I,PRINCIPLEOFCHEMICALENGINEERING,主講教師賴慶柯2005年8月,2,化工原理教學(xué)組織及要求,祝同學(xué)們學(xué)習(xí)愉快,1．本學(xué)期化工原理講課學(xué)時(shí)安排化工原理I，教學(xué)大綱共計(jì)50學(xué)時(shí)。緒論4學(xué)時(shí)第一章流體流動16學(xué)時(shí)第二章流體輸送機(jī)械8學(xué)時(shí)第三章機(jī)械分離8學(xué)時(shí)第四章傳熱14學(xué)時(shí)2．教學(xué)環(huán)節(jié)與要求課堂教學(xué)（思路和概念為主）認(rèn)真聽講、記筆記，不遲到、早退，保證出勤率預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、練習(xí)作業(yè)嚴(yán)謹(jǐn)，獨(dú)立完成，及時(shí)答疑，平時(shí)成績10。期中測試閉卷期末考試閉卷,我的聯(lián)系方式TEL58161297；EMAILLAI_QK163COM,3,教材化工原理（上、下），譚天恩等，化學(xué)工業(yè)出版社,參考教材1化工原理（上、下），姚玉英等，天津大學(xué)出版社2化工原理（上、下），陳敏恒等，化學(xué)工業(yè)出版社3化工原理（上、下），蔣維鈞等，清華大學(xué)出版4化工原理，何潮洪，科學(xué)出版社,輔助教學(xué)資料1化工原理學(xué)習(xí)指南問題與習(xí)題解析，姚玉英等，天津大學(xué)出版社2化工原理教與學(xué)，陳敏恒等，化學(xué)工業(yè)出版社3化工原理例題詳解，陳敏恒等，化學(xué)工業(yè)出版社4化工原理習(xí)題精解（上、下），何潮洪等，科學(xué)出版社,TG0242144,,4,2、復(fù)雜性難學(xué)。是在高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)及物理化學(xué)等課程的基礎(chǔ)上開設(shè)的較綜合的課程。方法與前不同，公式多，知識比較零散。,強(qiáng)調(diào)三點(diǎn),1、重要性化學(xué)工程技術(shù)人員必修之課，重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，應(yīng)用性課程；理論與工程實(shí)際相聯(lián)系的橋梁。,3、嚴(yán)謹(jǐn)性要求樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。,5,目的和要求,（1）以工程技術(shù)觀點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)來分析和處理實(shí)際問題的能力；,通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)樹立起工程觀點(diǎn)（安全適用、經(jīng)濟(jì)合理），掌握解決工程實(shí)際的方法，培養(yǎng)下列兩種基本能力,（2）熟練的進(jìn)行化工基本運(yùn)算。以便在化工生產(chǎn)、科研和設(shè)計(jì)工作中達(dá)到強(qiáng)化生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高設(shè)備能力及效率，降低設(shè)備投資及產(chǎn)品成本，節(jié)約能耗，防止污染以及加速新技術(shù)開發(fā)等方面的目的。,6,化學(xué)工程研究的是如何把化學(xué)家們的小試研究成果開發(fā)放大為中試，再開發(fā)為生產(chǎn)規(guī)模。是在科學(xué)實(shí)驗(yàn)與化工之間架橋的工作，是直接為人類服務(wù)的創(chuàng)造價(jià)值的勞動。,本課程，不是教大家如何合成得到新物質(zhì)如何提取新物質(zhì)如何表征新物質(zhì)這是化學(xué)家的事。,7,是研究大規(guī)模地改變物料的化學(xué)組成和物理性質(zhì)而得到合乎要求的產(chǎn)品的工程技術(shù)學(xué)科。,緒論,一、“化工原理”課程的任務(wù),1、化學(xué)工程和單元操作,化學(xué)工程,一個(gè)化工產(chǎn)品生產(chǎn)要經(jīng)過很多步驟,8,原料提純,單體合成,單體精制壓縮冷凝,聚合,脫水干燥,產(chǎn)品,,,乙炔法制聚氯乙烯,9,高壓聚乙烯生產(chǎn)過程示意圖,10,一切化工生產(chǎn)過程不論其生產(chǎn)規(guī)模大小，除化學(xué)反應(yīng)外，其它均可分解為一系列的物理加工過程。這些物理加工過程稱為“單元操作”。,蒸發(fā)制糖工業(yè)糖水的濃縮；制堿工業(yè)苛性鈉溶液的濃縮；甘油和生物膠水溶液的濃縮；牛奶和橘汁的濃縮。,精餾釀酒，石油精制。,膜分離海水淡化，血液透析，食鹽電解，水的凈化。,單元操作（UNITOPERATIONS）,化工生產(chǎn)的兩大部分,核心部分,輔助部分,,化學(xué)反應(yīng)過程,前、后處理過程,化工生產(chǎn)所不可缺少,11,化工常見單元操作見下表,12,另外，還有熱力過程（制冷）、粉體工程（粉碎、顆粒分級、流態(tài)化）等單元操作。,單元操作分類,（1）遵循流體動力學(xué)基本規(guī)律的單元操作，包括流體輸送、沉降、過濾、物料混合（攪拌）。,（2）遵循熱量傳遞基本規(guī)律的單元操作，包括加熱、冷卻、冷凝、蒸發(fā)等。,（3）遵循質(zhì)量傳遞基本規(guī)律的單元操作，包括蒸餾、吸收、萃取、吸附、膜分離等。從工程目的來看，這些操作都可將混合物進(jìn)行分離，故又稱之為分離操作。,（4）同時(shí)遵循熱質(zhì)傳遞規(guī)律的單元操作，包括氣體的增濕與減濕、結(jié)晶、干燥等。,13,單元操作之特點(diǎn),1、物理性操作，即只改變物料的狀態(tài)或物性，并不改變化學(xué)性質(zhì)；,共同的研究對象傳遞過程,2、它們都是化工生產(chǎn)過程中共有的操作，但不同的化工過程中所包含的單元操作數(shù)目、名稱與排列順序各異；,3、對同樣的工程目的，可采用不同的單元操作來實(shí)現(xiàn)；,4、某單元操作用于不同的化工過程，其基本原理并無不同，進(jìn)行該操作的設(shè)備也往往是通用的。具體應(yīng)用時(shí)也要結(jié)合各化工過程的特點(diǎn)來考慮，如原材料與產(chǎn)品的理化性質(zhì)，生產(chǎn)規(guī)模等。,14,單元操作過程進(jìn)行的方式,連續(xù)操作,特點(diǎn)物料的組成、溫度、壓強(qiáng)等參數(shù)僅隨位置的不同而不同，不隨時(shí)間的變化而變化,UUX,Y,Z,化工生產(chǎn)過程多數(shù)為連續(xù)穩(wěn)定過程,間歇操作,特點(diǎn)不穩(wěn)定操作,UUX,Y,Z,Θ,15,質(zhì)量傳遞濃度在時(shí)空中分布的不均勻性。,2、三傳化工原理的共同規(guī)律和聯(lián)系,動量傳遞流體內(nèi)部由于動量、密度的空間分布不均而引起動量在時(shí)空中的傳遞過程。,熱量傳遞內(nèi)能在時(shí)空中的傳遞過程，是由溫度在空間的非均勻分布造成。,16,化工生產(chǎn)單元操作化學(xué)反應(yīng)（單元過程）,三傳動量傳遞熱量傳遞質(zhì)量傳遞,化學(xué)工程化工原理反應(yīng)工程三傳一反,17,以“三傳”為物理內(nèi)核的單元操作,18,19,1）、孕育時(shí)期1915年里特爾ADLITTLE提出建立“單元操作”（UNITOPERATIONS）的概念化學(xué)工程史上的第一塊里程碑,3、化學(xué)工程的發(fā)展史,近幾百年，化學(xué)工程經(jīng)歷了孕育時(shí)期、奠基時(shí)期、飛躍時(shí)期和現(xiàn)代時(shí)期等四個(gè)發(fā)展階段,2）、奠基時(shí)期第一本系統(tǒng)闡述單元操作原理和計(jì)算方法的著作“PRINCIPLESOFCHEMICALENGINEERING”于1923由MIT的著名教授WDWALKER、WHLEWIS和WHMCADAMS等人完成。,20,3、飛躍時(shí)期“三傳”理論的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展。1960年，美國威斯康新大學(xué)的BIRD等人把“三傳”的內(nèi)容組織在一起寫成了TRANSPORTPHENOMENA一書。,從以產(chǎn)品來劃分的化工生產(chǎn)工藝中，抽象出各種單元操作，即從特殊性中總結(jié)出普遍性，是認(rèn)識上的一個(gè)飛躍，對化學(xué)工程學(xué)的形成和發(fā)展起了重要的推動作用。,,并得出“三傳”遵循的“唯象方程”又一塊里程碑。,與此同時(shí)，化學(xué)反應(yīng)過程經(jīng)過了由“單元過程”到“化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)”的發(fā)展。至此，化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展到了“三傳一反”的較完整階段。,21,4）、現(xiàn)代時(shí)期70年代以后。能源有效利用問題、操作優(yōu)化問題逐漸突現(xiàn)起來系統(tǒng)分析、系統(tǒng)綜合和系統(tǒng)優(yōu)化最優(yōu)設(shè)計(jì)、最優(yōu)控制和最優(yōu)管理計(jì)算機(jī)應(yīng)用的快速發(fā)展，并推向了“過程優(yōu)化集成”、“分子模擬”的新階段隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，化學(xué)工程與相鄰學(xué)科相融合逐漸形成了若干新的分支與生長點(diǎn)，諸如生物化學(xué)工程、分子化學(xué)工程、環(huán)境化學(xué)工程、能源化學(xué)工程、計(jì)算化學(xué)工程、軟化學(xué)工程、微電子化學(xué)工程等。同時(shí)，上述新興產(chǎn)業(yè)與學(xué)科的發(fā)展，也推動了特殊領(lǐng)域化學(xué)工程的進(jìn)步。,22,二、化工原理課程的特點(diǎn),本課程強(qiáng)調(diào)工程觀點(diǎn)、定量運(yùn)算、實(shí)驗(yàn)技能及設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際。在化工類專門人才培養(yǎng)中，它承擔(dān)著工程科學(xué)與工程技術(shù)的雙重教育任務(wù)，擔(dān)負(fù)著由理論到工程、由基礎(chǔ)到專業(yè)的橋梁作用?；ぴ硎腔ゎ惛鲗I(yè)重點(diǎn)課程之一，是化工類學(xué)生最實(shí)用的一門課程，是化工類學(xué)生考研課程,理論與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的工程研究方法,半經(jīng)驗(yàn)半理論方法,重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，兼有“科學(xué)”與“技術(shù)”的特點(diǎn),綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)和算法語言等基礎(chǔ)知識，將自然科學(xué)中的基本原理（質(zhì)量守衡、能量守衡及平衡關(guān)系等）用來研究化工生產(chǎn)中內(nèi)在的共同規(guī)律，討論化工生產(chǎn)中共同的基本過程的基本原理、典型設(shè)備結(jié)構(gòu)，工藝尺寸設(shè)計(jì)和設(shè)備的選型以及計(jì)算方法的一門工程學(xué)科,23,隨著新產(chǎn)品、新工藝的開發(fā)或?yàn)閷?shí)現(xiàn)綠色化工生產(chǎn)，對物理過程提出了一些特殊要求，又不斷地發(fā)展出新的單元操作或化工技術(shù)，如膜分離、參數(shù)泵分離、電磁分離、超臨界技術(shù)等。同時(shí)，以節(jié)約能耗，提高效率或潔凈無污染生產(chǎn)的集成化工藝（如反應(yīng)精餾、反應(yīng)膜分離、萃取精餾、多塔精餾系統(tǒng)的優(yōu)化熱集成等）將是未來的發(fā)展趨勢。單元操作的研究包括“過程”和“設(shè)備”兩個(gè)方面的內(nèi)容，故單元操作又稱為化工過程和設(shè)備。化工原理是研究諸單元操作共性的課程。,開發(fā)新的單元操作,24,三、化工原理的兩條主線、五個(gè)基本概念,（一）化工原理課程的兩條主線,1、動量傳遞、傳熱和傳質(zhì)皆屬于傳遞過程，是本門課程統(tǒng)一的研究對象，是聯(lián)系各單元操作的一條主線。,A實(shí)驗(yàn)研究方法（經(jīng)驗(yàn)的方法）B數(shù)學(xué)模型法（半經(jīng)驗(yàn)半理論的方法）,2、研究工程問題的方法論是聯(lián)系各單元操作的另一條主線。各單元操作有共同的研究方法。,25,,數(shù)學(xué)模型法（半經(jīng)驗(yàn)半理論）,因次論指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)研究法,實(shí)驗(yàn)尋找函數(shù)形式，決定參數(shù),26,課程的展開方式,（二）五個(gè)基本概念,化工過程計(jì)算可分為設(shè)計(jì)型計(jì)算和操作型計(jì)算兩類，其在不同計(jì)算中的處理方法各有特點(diǎn)，但是不管何種計(jì)算都是以質(zhì)量守恒、能量守恒、平衡關(guān)系和速率關(guān)系為基礎(chǔ)的。上述五種基本關(guān)系將在有關(guān)章節(jié)陸續(xù)介紹。,過程分析,過程數(shù)學(xué)描述,實(shí)例分析,定性,定量,應(yīng)用,物料衡算、能量衡算、物料的平衡關(guān)系、過程速率和經(jīng)濟(jì)核算五個(gè)基本概念貫穿于各個(gè)單元操作的始終。,27,過程速率單位時(shí)間內(nèi)所傳遞的能量（動量，熱量）或物質(zhì)量,是決定化工設(shè)備的重要因素。過程速率的增大可節(jié)約時(shí)間，提高設(shè)備的生產(chǎn)能力。,穩(wěn)定過程連續(xù)操作某一固定位置上物料組成、溫度、壓強(qiáng)、流速等參數(shù)不隨時(shí)間變化。,穩(wěn)定過程和不穩(wěn)定過程,不穩(wěn)定過程間歇操作、連續(xù)操作中的開車、波動及故障等。,平衡關(guān)系LLGLVLGSLS,平衡關(guān)系可判斷過程能否進(jìn)行，及進(jìn)行的方向和限度。任何傳遞過程都有一個(gè)極限，當(dāng)傳遞過程達(dá)到極限時(shí)，其過程進(jìn)行的推動力為零，此時(shí)凈的傳遞速率為零，即稱為“平衡”。,流體流動→ΔP熱量傳遞→ΔT傳質(zhì)過程→ΔC,28,學(xué)習(xí)化工原理的目的和要求,掌握規(guī)律診斷過程開發(fā)工藝強(qiáng)化操作創(chuàng)新設(shè)計(jì),學(xué)習(xí)本課程中，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面能力的培養(yǎng)（1）單元操作和設(shè)備選擇的能力（2）工程設(shè)計(jì)能力（3）操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程的能力（4）過程開發(fā)或科學(xué)研究能力將可能變現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)工程目的，這是綜合創(chuàng)造能力的體現(xiàn)。,29,五、單位制及單位換算,SI制主要優(yōu)點(diǎn)①通用性是一套完整的單位制，適合于各個(gè)領(lǐng)域；②一貫性每種物理量只有一個(gè)單位，如熱功都用J（焦耳）表示。,國際單位制（SI制）SI制基本單位7個(gè)長度L米（M質(zhì)量M千克（KG）時(shí)間T秒（S）熱力學(xué)溫度Θ開爾文（K）物質(zhì)的量摩爾（MOL）電流I安培（A）發(fā)光強(qiáng)度燭光（CD）,（一）單位制,30,,不同單位制的不同基本量,導(dǎo)出量,力N；壓強(qiáng)PA（N/M2）；功，能，熱J；功率W,31,（三）單位換算,（二）、單位的正確運(yùn)用,理論公式用同一單位，中途不能更改（SI）,經(jīng)驗(yàn)公式按指定單位,1KGF98N,P322附錄1單位換算表,如1ATM＝101325105PA,壓強(qiáng)ATM，MMHG，MMH2O,32,例01、通用氣體常數(shù)R＝008206ATML／MOLK，試用國際單位J／MOLK表示。,解R＝008206ATML／MOLK,＝008206ATML／MOLK1M3／1000L101325PA／ATM,＝8314PAM3／MOLK＝8314J／MOLK,33,六、物料衡算,質(zhì)量守恒定律,輸入控制體的量控制體內(nèi)生成的量輸出控制體的量控制體內(nèi)量的積累,穩(wěn)定過程,輸入控制體的量輸出控制體的量,衡算目的決定要處理的量或任何一個(gè)物理量；設(shè)備尺寸大小,衡算基準(zhǔn)單位時(shí)間,34,例02濃度為20（質(zhì)量百分比）的KNO3水溶液以1000KG/H的流量送入蒸發(fā)器。在149℃溫度下蒸出一部分水得到濃度為50的水溶液，再送入結(jié)晶器，冷卻至38℃后，析出含有4結(jié)晶水的KNO3晶體并不斷取走，濃度為375的KNO3飽和母液則返回蒸發(fā)器循環(huán)處理。試求結(jié)晶產(chǎn)品量P、水分蒸發(fā)量W、循環(huán)母液量R及濃縮溶液量S。,解,（1）結(jié)晶產(chǎn)品量P及水分蒸發(fā)量W,首先根據(jù)題意畫出過程示意圖。,35,在圖中虛線方框I所示的范圍內(nèi)作物料衡算。,因過程中無化學(xué)反應(yīng)，且為連續(xù)穩(wěn)定過程，故可寫出總物料衡算式及KNO3的衡算式，即,1000WP,1000（020）W（0）P（1004）,及,解得,P2083KG/H,W7917KG/H,36,（2）循環(huán)母液量R及濃縮溶液量S,在圖中虛線方框II所示的范圍內(nèi)作總物料衡算及KNO3衡算,SR2083,S（050）R（0375）2083（1004）,解得,R7666KG/H,,37,衡算方法,（1）、繪流程圖,（2）、劃定衡算范圍,（3）、規(guī)定衡算基準(zhǔn),（4）、列出衡算式并求解,方框、帶箭頭的物流線、物流的參數(shù),力圖使衡算簡單,38,七、熱量衡算,能量守恒定律,衡算目的確定用于改變物料的溫度與聚集狀態(tài)或提供反應(yīng)所需的熱量,注意單位1千卡427千克（力）米4187KJ,衡算方法同物料衡算,衡算基準(zhǔn)基準(zhǔn)溫度,穩(wěn)定過程,輸入控制體的量輸出控制體的量,39,作業(yè),P725,

簡介：第11講人體的健康與環(huán)境,健康的三要素,1．健康是指人的____、____、____這三者均處于____狀態(tài)。2．健康的三要素包括1____即身體狀態(tài)良好，人體各器官、系統(tǒng)的功能正常，沒有疾病和軀體殘缺；2____能正確認(rèn)識自己的優(yōu)點(diǎn)和不足，能很好地處理來自各方面的壓力；3____即對周圍環(huán)境、社會生活各方面都能很好地適應(yīng)，自己的思想、情感和行為能與社會環(huán)境的要求保持一致，能適應(yīng)社會生活的各種變化。3．亞健康是介于健康和生病之間的連續(xù)過程中的一個(gè)特殊階段。,生理,心理,社會適應(yīng)能力,良好,生理健康,心理健康,社會適應(yīng)健康,例1下列屬于健康生活方式的是①按時(shí)作息，堅(jiān)持體育鍛煉②積極參加集體活動并拒絕毒品③因煩惱事而抽煙、酗酒④學(xué)習(xí)廢寢忘食，通宵達(dá)旦⑤不挑食、不偏食，合理營養(yǎng)A．①②③B．①②④C．①②⑤D．①②④⑤【解析】本題考查的是有關(guān)健康的知識。健康包括生理健康、心理健康、社會適應(yīng)健康三個(gè)方面，每一方面都包含了不同的內(nèi)容。,C,1．青少年要健康快樂成長，可選擇的健康生活方式是①少吃飯，多吃零食②積極參加集體活動③因?qū)W習(xí)可以熬夜早起④遇煩惱時(shí)，尋找樂觀的理由來安慰自己⑤不挑食，合理營養(yǎng)⑥身體不適時(shí)，憑經(jīng)驗(yàn)服藥⑦堅(jiān)持體育鍛煉⑧在青春期，不與異性接觸A．①③⑥⑧B．②④⑤⑦C．②③⑤⑧D．②④⑥⑦,B,2．中考臨近，很多同學(xué)在進(jìn)行考前準(zhǔn)備的同時(shí)不免有些心理緊張，但不采用的調(diào)節(jié)方法是A．進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈膴驶顒覤．把緊張的感受告訴親密的人C．按照日常習(xí)慣稍提前一些睡覺D．服用鎮(zhèn)靜藥催眠,D,微生物的威脅,1．細(xì)菌是單細(xì)胞的____生物，是利用顯微鏡才能觀察到的微生物。有些細(xì)菌能____人體細(xì)胞，導(dǎo)致人體患?。贿€有一些細(xì)菌雖不侵入細(xì)胞內(nèi)，但會產(chǎn)生一種能破壞細(xì)胞的毒素，如破傷風(fēng)桿菌。2．抗生素是由一些細(xì)菌、真菌和放線菌產(chǎn)生的，能抑制并最終消滅其他微生物生長的物質(zhì)。細(xì)菌引起的疾病通?？捎胈___治療。殺菌原理使細(xì)菌的細(xì)胞壁變薄，并使細(xì)菌破裂。,原核,侵入,抗生素,3．病毒是比細(xì)菌還小的一類生物，它們沒有____結(jié)構(gòu)，不能獨(dú)立生活，只能____在其他生物的活細(xì)胞內(nèi)。病毒引起的常見疾病病毒性肝炎、脊髓灰質(zhì)炎、流行性腮腺炎、生殖器皰疹、嚴(yán)重急性呼吸道綜合征等。4．傳染病是由病原體引起的，能夠在人與人之間、動物與動物之間或人與動物之間傳播的疾病，具有____、____、____的特點(diǎn)。,5．傳染病傳播的三個(gè)環(huán)節(jié)1____指能夠散播病原體的人或動物。2____病原體離開傳染源到達(dá)健康人體所經(jīng)過的途徑。3____指對某種傳染病缺乏免疫力而容易感染該病的人群。,細(xì)胞,寄生,傳染性,流行性,免疫性,傳染源,傳播途徑,易感人群,6．預(yù)防傳染病流行的措施1____對病人早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早報(bào)告、早隔離、早治療等；對感染及時(shí)處理。2____加強(qiáng)飲食衛(wèi)生、水源和糞便管理；生活用具消毒；消滅媒介動物蠅蚊蚤虱等方法。3____體育鍛煉，不與傳染源接觸，預(yù)防接種等。7．常見傳染病種類常見的傳染病按照傳播途徑，可分為____、____、血液傳染病、體表傳染病和性傳播疾病。,控制傳染源,切斷傳播途徑,保護(hù)易感人群,呼吸道傳染病,消化道傳染病,例22013年年初，杭州等地發(fā)現(xiàn)了H7N9禽流感傳染病例，該病的病原體是一種新型禽流感病毒，它能從禽類傳染給人。下列相關(guān)敘述正確的是A．H7N9禽流感病原體的細(xì)胞結(jié)構(gòu)很簡單，沒有細(xì)胞核B．侵入人體的H7N9禽流感病原體屬于抗原C．H7N9禽流感傳染病是人體遺傳物質(zhì)發(fā)生變異而造成的疾病D．與H7N9禽流感患者密切接觸者均屬于傳染源，必須進(jìn)行隔離觀察【解析】H7N9禽流感病原體是病毒，沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)；傳染病是病原體侵入人體并在人群中廣泛傳播的疾病，而人體的遺傳物質(zhì)并沒有發(fā)生改變；傳染源是指傳染病的患者及病原體的攜帶者，與H7N9禽流感患者密切接觸者若沒有攜帶病原體就不屬于傳染源，不必隔離。,B,例3某校多位同學(xué)患上了水痘病，學(xué)校要求每個(gè)班級在下課時(shí)開窗通風(fēng)，并在放學(xué)后組織人員對教室進(jìn)行消毒，該措施屬于A．控制傳染源B．切斷傳播途徑C．保護(hù)易感人群D．增強(qiáng)機(jī)體免疫力【解析】預(yù)防傳染病流行的措施有控制傳染源、切斷傳播途徑、保護(hù)易感人群。本題中的開窗通風(fēng)、消毒等措施，可以有效阻止病原體從傳染源到達(dá)健康人體。,B,3．下列對幼兒園預(yù)防傳染病措施的分類，不正確的是A．將患病孩子送回家治療控制傳染源B．按規(guī)定給孩子接種疫苗保護(hù)易感人群C．每天對教室消毒處理切斷傳播途徑D．要求孩子飯前便后洗手保護(hù)易感人群4．接種過水痘疫苗或出過水痘的人能抵抗水痘病毒的侵襲的原因是A．該人體內(nèi)產(chǎn)生了能抵抗水痘病毒的抗體B．該人體內(nèi)產(chǎn)生了能抵抗水痘病毒的抗原C．該人體已獲得了非特異性免疫的能力D．水痘病毒已不能再侵襲該人體體內(nèi),D,A,5．3月24日是“世界防治結(jié)核病日”。結(jié)核病是由結(jié)核桿菌引起的慢性傳染病。我國目前有500萬活動性肺結(jié)核患者，①接種卡介苗、積極參加“每天鍛煉一小時(shí)”活動；②不隨地吐痰，可以有效預(yù)防該病。按醫(yī)囑規(guī)范用藥，結(jié)核病人可以得到有效治療并治愈。1結(jié)核桿菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中，沒有成形的____，其中分布有DNA。2接種卡介苗后，體內(nèi)會產(chǎn)生一種抵抗結(jié)核桿菌的特殊蛋白質(zhì)，稱為____，這屬于特異性免疫。3資料中的①和②，屬于切斷傳播途徑的是____。4鏈霉素等抗生素可以有效治療結(jié)核病，它能殺死病毒嗎____。該藥物包裝上沒有“OTC”字樣，能自行購買嗎____。5不規(guī)范的用藥，會導(dǎo)致結(jié)核桿菌產(chǎn)生更多的耐藥性個(gè)體。這些耐藥細(xì)菌的出現(xiàn)可以用達(dá)爾文的“____”學(xué)說來解釋。,細(xì)胞核,抗體,②,不能,不能,自然選擇,免疫,1．非特異性免疫不針對某一種____的病原體，而是對____種病原體都有一定的防御作用。如第一防線的黏膜、皮膚，第二防線的吞噬細(xì)胞和溶菌酶。血液中的吞噬細(xì)胞能穿過血管壁進(jìn)入組織，以吞食的方式殺滅病原體，最后導(dǎo)致自身死亡。2．特異性免疫針對進(jìn)入人體的某種抗原，產(chǎn)生相應(yīng)的抗體進(jìn)行防御作用。它包括____和____。體液免疫抗原進(jìn)入人體后被人體液中相應(yīng)的抗體由____淋巴細(xì)胞產(chǎn)生消滅的過程。細(xì)胞免疫抗原進(jìn)入人體后被相應(yīng)的免疫細(xì)胞____淋巴細(xì)胞消滅的過程。,特定,多,體液免疫,細(xì)胞免疫,B,T,3．自然免疫一種天生對各種病原體的抵御能力。它可通過患病的情況而獲得。4．人工免疫用____的方法將由病原微生物制成的____或其他抗原物質(zhì)接種到人體上，使人體產(chǎn)生相應(yīng)的____獲得免疫，叫做人工免疫。5．計(jì)劃免疫衛(wèi)生防疫部門有____地對____進(jìn)行預(yù)防接種，使他們獲得免疫，從而達(dá)到控制和消滅某種傳染病的目的。,人工,疫苗,抗體,計(jì)劃,易感人群,例4將蝮蛇的微量蛇毒注射到馬體內(nèi)蝮蛇的蛇毒是一種蛋白質(zhì)，過一段時(shí)間后逐步增加注射量，數(shù)周后抽出馬血，除去其中的血細(xì)胞和部分無用的蛋白質(zhì)，即可得到抗蝮蛇蛇毒的血清。下列有關(guān)敘述正確的是A．被蝮蛇咬傷后，可用此免疫血清進(jìn)行治療B．這種血清可以對所有毒蛇的蛇毒產(chǎn)生免疫作用C．經(jīng)常在野外活動的人員，應(yīng)注射血清進(jìn)行預(yù)防D．注入馬體內(nèi)的蛇毒為抗體，使馬的體內(nèi)產(chǎn)生抗原【解析】蝮蛇蛇毒相當(dāng)于一種抗原，進(jìn)入馬體后，激發(fā)馬的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，這種抗體只對蝮蛇蛇毒起特異性的抵抗作用，而對其他蛇毒無作用。在野外活動的人無法預(yù)料會受到哪種毒蛇的攻擊，因此B、C選項(xiàng)都錯(cuò)。D選項(xiàng)將概念弄反了。,A,6．近年來，人們越來越關(guān)注疫苗的安全問題。下列對疫苗的敘述錯(cuò)誤的是A．接種疫苗的目的是為了保護(hù)易感人群B．接種疫苗可以使人獲得特異性免疫C．疫苗通常是用殺死的或減毒的病原體制成的生物制劑D．接種疫苗可以治療疾病【解析】疫苗進(jìn)入人體后能刺激免疫細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，避免相應(yīng)傳染病的感染，因此接種疫苗的目的是為了保護(hù)易感人群；疫苗產(chǎn)生的抗體只對特定的病原體有免疫作用，因此接種疫苗可以使人獲得特異性免疫；疫苗通常是用殺死的或減毒的病原體制成的生物制劑；接種疫苗可以產(chǎn)生抗體預(yù)防傳染病的感染，但是不能治療疾病。,D,7．今年3、4月間，某市出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的流感疫情，各學(xué)校采取了多項(xiàng)有力的應(yīng)對措施，同時(shí)醫(yī)療防疫機(jī)構(gòu)還為學(xué)校師生提供了流感疫苗。流感疫苗和注射流感疫苗的免疫類型分別屬于A．抗體特異性免疫B．抗原特異性免疫C．抗體非特異性免疫D．抗原非特異性免疫【解析】學(xué)校師生接種流感疫苗后，刺激體內(nèi)的淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抵抗流感病毒的抗體，因此流感疫苗屬于抗原；該抗體只對流感病毒有免疫作用，因此，這種免疫方式屬于特異性免疫。,B,常見的非傳染性疾病,1腫瘤是一種____性疾病。特點(diǎn)是腫瘤細(xì)胞能進(jìn)行____的分裂。惡性腫瘤區(qū)別于良性腫瘤的是它會轉(zhuǎn)移并侵犯新的組織；由上皮細(xì)胞引起的惡性腫瘤又稱為癌。2．動脈硬化由血液中的____膽固醇在動脈管壁沉積增厚，使管壁彈性下降，血流量減少導(dǎo)致。常見有冠心病冠狀動脈硬化性心臟病、腦血栓等。引起的因素有遺傳、年齡大、吸煙、高膽固醇、高血壓等。,細(xì)胞,不間斷,脂肪類物質(zhì),3．高血壓____持續(xù)大于____千帕或舒張壓大于____千帕即屬于高血壓?！扒啻浩诟哐獕骸笔乔啻浩谘獕簳簳r(shí)性增高的現(xiàn)象，一般在青春期以后能恢復(fù)正常。4．糖尿病____濃度高，腎臟無法將葡萄糖全部吸收，隨尿液排出。原因是____分泌不足。其治療辦法為注射胰島素制劑，控制和調(diào)節(jié)飲食，適當(dāng)鍛煉等。5．遺傳病指因____染色體、DNA、基因改變而引起的人類疾病。6．常見的遺傳病如白化病、先天愚型、色盲、血友病等。,收縮壓,187,120,血糖,胰島素,遺傳物質(zhì),例5下列關(guān)于降低惡性腫瘤發(fā)病率的敘述中，不正確的是A．不吸煙、不酗酒、不偏食B．不食用被黃曲霉素污染的食物C．少吃油炸、煙熏和高度腌制的食品D．及時(shí)發(fā)現(xiàn)、隔離腫瘤病人以減少傳播機(jī)會【解析】因?yàn)槟[瘤是由于體內(nèi)細(xì)胞惡性增值造成的，并不會傳染、傳播。,D,8．下列哪一種疾病不是遺傳病A．夜盲癥B．色盲C．白化病D．先天性愚型病【解析】選項(xiàng)中，夜盲癥是由于體內(nèi)缺乏維生素A引起的。是一種維生素缺乏癥；色盲、白化病、先天性愚型病是由于體內(nèi)遺傳物質(zhì)的改變而引起的，是遺傳病。,A,人體運(yùn)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和保健,1．運(yùn)動系統(tǒng)由____、____和____三部分組成。在神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和其他系統(tǒng)的配合下，運(yùn)動系統(tǒng)起著運(yùn)動、支持和保護(hù)的作用。2．人體的骨骼人體的骨骼共有206塊，骨骼分為____、____和____三部分。骨骼具有維持體形、支持體重和保護(hù)內(nèi)部器官等作用。,骨,骨連結(jié),骨骼肌,頭骨,軀干骨,四肢骨,3．骨的結(jié)構(gòu)和成分1骨的形態(tài)組成人體的骨有長骨、短骨、扁骨、____骨等多種形態(tài)。2長骨的結(jié)構(gòu)一塊長骨由骨膜、骨質(zhì)、____等部分構(gòu)成。人體的長高與骨的生長有關(guān)，包括骨的增長和____。3骨的成分骨由柔韌的____和脆硬的____組成。,,不規(guī)則,骨髓,加粗,有機(jī)物,無機(jī)物,4．骨連結(jié)1骨與骨之間的連結(jié)叫做骨連結(jié)，包括____、微動連結(jié)和活動連結(jié)。2活動連結(jié)又稱關(guān)節(jié)，一般由關(guān)節(jié)面、____、關(guān)節(jié)囊三部分組成。3各成分功能關(guān)節(jié)面上覆蓋著一層表面光滑并有彈性的關(guān)節(jié)軟骨，它可以減少運(yùn)動時(shí)兩骨關(guān)節(jié)面的摩擦和緩沖兩骨的撞擊作用。關(guān)節(jié)囊的外層有許多韌帶，可將相鄰兩骨牢固地聯(lián)系起來；它的內(nèi)層能分泌滑液。關(guān)節(jié)腔內(nèi)的滑液有潤滑關(guān)節(jié)軟骨的作用，可減少關(guān)節(jié)面之間的摩擦。,不動連結(jié),關(guān)節(jié)腔,5．骨骼肌1骨骼肌包括肌腱和____兩部分，并有豐富的血管和____。骨骼肌的兩端是白色的肌腱，分別附著在相鄰的骨上。中間為肌腹，肌腹收縮時(shí)，通過肌腱牽動骨繞關(guān)節(jié)運(yùn)動。2人體的任何一個(gè)動作都不是由一塊骨骼肌單獨(dú)完成的，而是由多組骨骼肌肌群在神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)下，相互配合、共同完成的。如屈肘時(shí)肱二頭肌收縮，肱三頭肌舒張；伸肘時(shí)肱二頭肌舒張，肱三頭肌收縮。,肌腹,神經(jīng),例6下列關(guān)于人體運(yùn)動系統(tǒng)的敘述中，錯(cuò)誤的是A．運(yùn)動系統(tǒng)由肌肉和骨骼構(gòu)成B．人體的運(yùn)動是運(yùn)動系統(tǒng)在神經(jīng)系統(tǒng)的支配下完成的C．構(gòu)成肌肉的細(xì)胞全是肌細(xì)胞D．肌肉收縮所消耗的能量最終來自太陽能【解析】肌肉屬于器官，構(gòu)成肌肉這一器官的組織主要是肌肉組織，它由肌細(xì)胞組成。另外還有上皮組織、結(jié)締組織、神經(jīng)組織。,C,例7如圖示意人體產(chǎn)生屈肘和伸肘動作，請根據(jù)圖回答下列問題。,1骨的運(yùn)動要靠骨骼肌的牽拉，圖中骨骼肌中間較粗的部分是________，兩端較細(xì)的呈乳白色的部分是________。2甲、乙兩圖中示意產(chǎn)生伸肘動作的是____，此時(shí)肱三頭肌處于____填“收縮”或“舒張”狀態(tài)。3人體能產(chǎn)生運(yùn)動，是因?yàn)楣趋兰∈艿絖___傳來的刺激而收縮，再牽動骨繞著____活動。4由于骨骼肌只能收縮____骨而不能推開骨，所有與骨相連的骨骼肌總是由兩組肌肉相互____活動。,②,肌腹,①,肌腱,甲,收縮,神經(jīng),關(guān)節(jié),牽拉,配合,【解析】1骨骼肌包括肌腱和肌腹兩部分，一般骨骼肌兩端是白色的肌腱，分別附著在相鄰的骨上，中間較粗的部分是肌腹；234當(dāng)骨骼肌受神經(jīng)傳來的刺激收縮時(shí)，就會牽動著它所附著的骨，繞著關(guān)節(jié)活動，于是軀體就產(chǎn)生了運(yùn)動。但骨骼肌只能收縮牽拉骨而不能將骨推開，因此任何一個(gè)動作都不是由一塊骨骼肌獨(dú)立完成的。如屈肘時(shí)，肱二頭肌收縮，肱三頭肌舒張；伸肘時(shí)，肱三頭肌收縮，肱二頭肌舒張。在運(yùn)動中，神經(jīng)系統(tǒng)起調(diào)節(jié)作用，骨起杠桿作用，關(guān)節(jié)起支點(diǎn)作用，骨骼肌起動力作用。,9．最近法國某著名攀爬運(yùn)動員在張家界成功徒手攀爬百龍?zhí)焯菥?，引起眾人的關(guān)注，下列有關(guān)攀爬活動的說法不正確的是A．小腦能使運(yùn)動協(xié)調(diào)、準(zhǔn)確，維持身體平衡B．細(xì)胞呼吸作用提供身體活動所需的能量C．骨的運(yùn)動要靠關(guān)節(jié)的牽引D．骨骼肌收到神經(jīng)傳來的指令而收縮10．人要完成一個(gè)動作，一般需要哪三者的協(xié)調(diào)配合A．骨、關(guān)節(jié)、骨骼B．骨、關(guān)節(jié)、骨骼肌C．骨骼、骨連結(jié)、骨骼肌D．骨、肌腱、骨骼肌,C,B,照顧好你的身體,1．安全用藥常識安全用藥是指根據(jù)患者個(gè)人的病情、體質(zhì)、家族遺傳病史和藥物的成分等做全面情況的檢測，準(zhǔn)確地選擇藥物、真正做到“對癥下藥”，同時(shí)以適當(dāng)?shù)姆椒ā⑦m當(dāng)?shù)膭┝?、適當(dāng)?shù)臅r(shí)間準(zhǔn)確用藥。,2．吸毒、酗酒、吸煙的危害1吸毒的危害毒品具有很強(qiáng)的成癮性，吸毒對人體各器官、系統(tǒng)的功能都有損害作用。2酗酒的危害使人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)過度興奮或麻痹抑制，引發(fā)酒精中毒。3香煙煙霧的主要成分及對健康的影響焦油中含致癌物，易誘發(fā)肺癌；煙堿誘發(fā)心臟病、讓吸煙者上癮；一氧化碳會減慢血液中氧的運(yùn)送速度，誘發(fā)冠心病。3．急救常識1人工呼吸是用于自主呼吸停止時(shí)的一種急救方法，如窒息、煤氣中毒、溺水、觸電等患者的急救。2當(dāng)患者呼吸和心跳都停止時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行口對口人工呼吸和胸外心臟按壓，使其心肺復(fù)蘇。,例8關(guān)于“用藥和急救，健康的生活方式”的下列做法和解釋，你認(rèn)同的是A．處方藥可以自己根據(jù)病情購買，按說明服用B．對因溺水、煤氣中毒或觸電等意外事故突然停止呼吸的病人，可用“口對口吹氣法”進(jìn)行急救C．吸煙能興奮神經(jīng)系統(tǒng)，有利于提高學(xué)習(xí)效率和成績D．小霞在青春期時(shí)期每天都很少吃飯，只吃一些水果，進(jìn)行減肥,B,【解析】A處方藥要憑醫(yī)生處方才能從藥房或藥店購取并在醫(yī)生監(jiān)控或指導(dǎo)下使用；B人工呼吸是用于自主呼吸停止時(shí)的一種急救方法，所以溺水、煤氣中毒、觸電等突然停止呼吸的病人可用“口對口吹氣法”施救；C香煙煙霧中的焦油中含致癌物，易誘發(fā)肺癌；煙堿誘發(fā)心臟病、讓吸煙者上癮；一氧化碳會減慢血液中氧的運(yùn)送速度，誘發(fā)冠心病，所以這種做法不可?。籇健康的生活方式應(yīng)該注意平衡膳食，均衡營養(yǎng)等。,例9如圖是某藥盒上的部分使用說明，據(jù)圖分析，以下說法正確的是,A．這是一種非處方藥B．此藥可用于治療肺炎C．每日用藥量不能超過4粒D．此藥現(xiàn)在已過保質(zhì)期【解析】說明上標(biāo)有OTC標(biāo)識，表明其為非處方藥，A正確；功能主治標(biāo)明主治風(fēng)寒，與肺炎無關(guān)，所以B錯(cuò)；用量一次4粒，一日兩次，所以C錯(cuò)；有效日期截止到2015年7月16日，沒有過期，D錯(cuò)。,A,11．下列關(guān)于逃生和急救方法不正確的是A．發(fā)現(xiàn)有人觸電，應(yīng)立即用手將他拉離B．逃離濃煙密布的火災(zāi)現(xiàn)場時(shí)，應(yīng)俯身并用濕毛巾掩蓋口鼻C．被毒蛇咬傷后，在傷口的近心端5～10厘米處，用繩子或止血帶結(jié)扎D．地震發(fā)生時(shí)，要快速離開房間跑到空曠的地方，或躲到面積較小的房間12．醉酒駕駛害人害己，因?yàn)檫^量的酒精會麻痹人的A．消化系統(tǒng)B．呼吸系統(tǒng)C．神經(jīng)系統(tǒng)D．循環(huán)系統(tǒng),A,C,1．下圖為實(shí)驗(yàn)中學(xué)吧中同學(xué)們對“小龍女”的跟帖，你不認(rèn)同誰的發(fā)言不要給他點(diǎn)贊哦,A．小飛俠B．灰灰菜C．一米陽光D．風(fēng)鈴寶貝,D,2．舌尖上的中國第二季曾在央視熱播，中國人更需要“舌尖上的安全”。下列有關(guān)食品安全和健康生活方式的認(rèn)識，錯(cuò)誤的是A．桶裝水一旦打開，應(yīng)盡量在短期內(nèi)使用完，否則容易滋生細(xì)菌B．即使是輕微變質(zhì)的食物經(jīng)高溫煮過后，也不可以食用C．艾滋病的傳播途徑主要是接觸傳播，所以我們要避免與艾滋病患者接觸D．正處在身體生長發(fā)育期的青少年學(xué)生，應(yīng)適當(dāng)多吃魚、肉、奶、蛋等食品3．下列疾病中都屬于傳染病的是A．乙型肝炎、夜盲癥B．艾滋病、流行性感冒C．手足口病、糖尿病D．色盲、肺結(jié)核,C,B,4．麻疹是由麻疹病毒引起的一種呼吸道傳染病，春天是高發(fā)季節(jié)，要做好個(gè)人衛(wèi)生、保持室內(nèi)通風(fēng)，及時(shí)接種麻疹疫苗，出現(xiàn)感染癥狀，及時(shí)就診，并采取隔離措施。下列相關(guān)敘述中錯(cuò)誤的是A．保持室內(nèi)通風(fēng)是切斷傳播途徑B．采取隔離措施是控制傳染源C．麻疹病毒屬于抗原D．麻疹疫苗屬于抗體,D,5．下列關(guān)于哺乳動物運(yùn)動系統(tǒng)的敘述錯(cuò)誤的是A．運(yùn)動系統(tǒng)由骨、關(guān)節(jié)和肌肉組成B．一個(gè)動作的完成是多塊肌肉協(xié)調(diào)合作的結(jié)果C．骨骼肌一般包括肌腱和肌腹兩部分D．一塊骨骼肌的兩端肌腱是附著在同一塊骨上的,D,6．隨著生活水平的不斷提高，人們越來越關(guān)注健康問題下列有關(guān)用藥的常識和急救的方法中，不可取的是A．為預(yù)防流行感冒，每天服用抗生素B．遇到有人暈倒時(shí)，立即撥打“120”急救電話C．即使是非處方藥，在使用之前也應(yīng)該仔細(xì)閱讀使用說明D．搶救因煤氣中毒停止呼吸的病人，可以用人工呼吸的方法進(jìn)行急救,A,7．關(guān)注健康對每個(gè)人是非常重要的，下列做法或認(rèn)識正確的是A．預(yù)防艾滋病，我們應(yīng)該遠(yuǎn)離艾滋病患者B．青少年大量食用保健品更有利于身體發(fā)育C．制作食品時(shí)食品添加劑需限量使用D．OTC需要憑醫(yī)師處方才可購買,C,8．今年3月以來，某地多個(gè)幼兒園發(fā)生手足口病疫情。誘發(fā)該病的腸道病毒有20余種。預(yù)防手足口病要注意個(gè)人衛(wèi)生；餐具、玩具等應(yīng)充分清洗、消毒；不喝生水；少去人群聚集的地方。請回答下列問題1手足口病具有傳染性、____和免疫性等特點(diǎn)。2從傳染病的預(yù)防措施來看，對餐具、玩具的清洗、消毒屬于____。,流行性,切斷,傳播途徑,9．2014年5月23日，教育部發(fā)布新規(guī)定，學(xué)生每年進(jìn)行一次體質(zhì)健康測試，并將結(jié)果記入檔案，作為升初中以上學(xué)校的重要依據(jù)，其中1000米跑男、800米跑女、引體向上男、1分鐘仰臥起坐女等是重要的測試項(xiàng)目。請聯(lián)系有關(guān)知識回答下列問題1做引體向上動作時(shí)，受到神經(jīng)傳來的興奮刺激，肱二頭肌和肱三頭肌__，牽引身體向上運(yùn)動。骨骼肌一般要跨越一個(gè)或幾個(gè)關(guān)節(jié)，由____附著在相鄰的骨上。2做仰臥起坐時(shí)，髖關(guān)節(jié)在運(yùn)動中起____作用。,同時(shí)收縮,肌腱,支點(diǎn),31000米跑時(shí)，需要大量的氧氣，外界氣體進(jìn)入肺泡是通過__實(shí)現(xiàn)的。氧氣通過____進(jìn)入肺泡周圍的毛細(xì)血管后，通過血液循環(huán)到達(dá)心臟，依次經(jīng)過心臟的____，最后到達(dá)骨骼肌細(xì)胞。氧氣在骨骼肌細(xì)胞的__中，分解有機(jī)物，釋放能量，供生命活動需要。4由此可見，任何一個(gè)動作的完成都是由骨骼肌、骨和關(guān)節(jié)三者協(xié)調(diào)配合，在____完成的。,呼吸,運(yùn)動,擴(kuò)散作用,左心房、左心室,線粒體,神經(jīng)系統(tǒng)的支配和其他系統(tǒng)的輔助下,

簡介：2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,1,第五章熱力學(xué)第二定律,51熱機(jī)循環(huán)和制冷循環(huán),52熱力學(xué)第二定律的表述,53卡諾循環(huán),54卡諾定理,55克勞修斯不等式,56狀態(tài)參數(shù)熵及孤立系統(tǒng)熵增原理,2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,2,熱機(jī)循環(huán)將燃料燃燒放出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功，實(shí)現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)換的熱力循環(huán)。,吸熱,放熱,循環(huán)凈功,熱機(jī)循環(huán)熱效率,實(shí)踐證明企圖不向溫度較低的環(huán)境放熱而把高溫物體的熱能連續(xù)地完全轉(zhuǎn)換為機(jī)械能是不可能的。,熱機(jī)循環(huán)分析,51熱機(jī)循環(huán)和制冷循環(huán),2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,3,制冷循環(huán)消耗一定的機(jī)械功，實(shí)現(xiàn)熱量由低溫物體向高溫物體傳遞的循環(huán)。,吸熱,放熱,耗功,制冷系數(shù),實(shí)踐證明，企圖不消耗機(jī)械功而實(shí)現(xiàn)由低溫物體向高溫物體傳遞熱量是不可能的。,制冷循環(huán)的分析,2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,4,52熱力學(xué)第二定律的表述,開爾文普朗克說法“不可能建造一種循環(huán)工作的機(jī)器，其作用只是從單一熱源吸熱并全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Α??！暗诙愑绖訖C(jī)是不可能制成的”“熱機(jī)的熱效率不可能達(dá)到100”即熱機(jī)工作時(shí)除了有高溫?zé)嵩刺峁崃客?，同時(shí)還必須有低溫?zé)嵩?，把一部分來自高溫?zé)嵩吹臒崃颗沤o低溫?zé)嵩?，作為?shí)現(xiàn)把高溫?zé)嵩刺峁┑臒崃哭D(zhuǎn)換為機(jī)械功的必要補(bǔ)償。,克勞修斯說法“不可能使熱量由低溫物體向高溫物體傳遞而不引起其他的變化”。即當(dāng)利用制冷機(jī)實(shí)現(xiàn)由低溫物體向高溫物體傳遞熱量時(shí)，還必須消耗一定的機(jī)械功，并把這些機(jī)械功轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃糠懦?，以此作為由低溫物體向高溫物體傳遞熱量的補(bǔ)償。,2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,5,假設(shè)機(jī)器A違反開爾文普朗克說法能從高溫?zé)嵩慈〉脽崃慷阉哭D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功W0，即，則可利用這些功來帶動制冷機(jī)B，由低溫?zé)嵩慈〉脽崃縌2而向高溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌1。即,A機(jī),B機(jī),由于,有,即低溫?zé)嵩唇o出熱量Q2，而高溫?zé)嵩吹玫搅藷崃縌2，此外沒有其它的變化。這顯然違反了克勞修斯說法。,熱力學(xué)第二定律的各種說法是一致的，若假設(shè)能違反一種表述,則可證明必然也違反另一種表述。,2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,6,經(jīng)驗(yàn)表明，非自發(fā)過程不能自發(fā)地實(shí)現(xiàn)，即使利用熱機(jī)、制冷機(jī)或者其他任何辦法，使非自發(fā)過程得以實(shí)現(xiàn)，但同時(shí)總是需要另一種自發(fā)過程伴隨進(jìn)行，以作為實(shí)現(xiàn)非自發(fā)過程的一種補(bǔ)償。,自發(fā)過程自發(fā)地實(shí)現(xiàn)的過程。非自發(fā)過程自發(fā)過程的逆向過程。,因此，熱力學(xué)第二定律可概括為一切自發(fā)地實(shí)現(xiàn)的涉及熱現(xiàn)象的過程都是不可逆的。,只要系統(tǒng)進(jìn)行了一個(gè)自發(fā)過程，不論用何種復(fù)雜的辦法，都不可能使系統(tǒng)和外界都恢復(fù)原狀而不留下任何變化。在此意義上，自發(fā)過程所產(chǎn)生的效果是無法消除的，或者說是不可逆復(fù)的。,2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,7,53卡諾循環(huán),卡諾循環(huán)熱效率,卡諾循環(huán)利用兩個(gè)熱源，由兩個(gè)可逆定溫過程和兩個(gè)可逆絕熱組成的熱機(jī)循環(huán)。,吸熱,放熱,按絕熱過程BC及DA參數(shù)變化關(guān)系,有,由此可得,2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,8,卡諾循環(huán)熱效率的指導(dǎo)意義,1卡諾循環(huán)的熱效率僅決定于高溫?zé)嵩礈囟萒R1及低溫?zé)嵩吹臏囟萒R2，而與工質(zhì)的種類無關(guān)。2提高TR1及降低TR2可以提高卡諾循環(huán)的熱效率。3由于TR1不可能為無限大，TR2不可能為零，所以卡諾循環(huán)的熱效率不可能達(dá)到100。4當(dāng)TR1和TR2相等時(shí)，卡諾循環(huán)的熱效率為零，這就意味著利用單一熱源吸熱而循環(huán)作功是不可能的。,2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,9,等效卡諾循環(huán)任意循環(huán)ABCDA→等效卡諾循環(huán)ABCDA。,平均吸熱溫度,任意循環(huán)的等效卡諾循環(huán)熱效率,平均放熱溫度,2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,10,54卡諾定理,卡諾定理在兩個(gè)給定的熱源之間工作的所有熱機(jī)，不可能具有比可逆熱機(jī)更高的熱效率。,如A為任意熱機(jī)，B為可逆熱機(jī)，則有,≯,證明令A(yù)、B機(jī)聯(lián)合工作，因B為可逆機(jī)，令其作制冷循環(huán)。有,即,如果,，則有,，即,代入上式，有,結(jié)果熱量從低溫傳至高溫，而未引起其他變化。這是不可能的。,2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,11,推論1在兩個(gè)給定的熱源之間工作的所有可逆熱機(jī)的熱效率都相同。即,推論2在兩個(gè)給定的熱源之間工作的不可逆熱機(jī)，其熱效率必然小于在相同兩熱源間工作的可逆熱機(jī)的熱效率。,綜合上述結(jié)論，有,≤,2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,12,55克勞修斯不等式,對兩熱源循環(huán)，由卡諾定理及其推論有,即,用代數(shù)式表示，有,≤,≤,≤,2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,13,對于可逆的微元循環(huán)，有,多熱源循環(huán)，在循環(huán)內(nèi)作無數(shù)條可逆絕熱過程曲線，與循環(huán)曲線相交，得無數(shù)個(gè)微元循環(huán)。,任意可逆循環(huán)中吸熱和放熱過程的熱量與相應(yīng)熱源溫度之比的積分等于零。上述積分式稱為克勞修斯積分等式。,2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,14,對于不可逆循環(huán)，其中部分微元循環(huán)是可逆的，即,部分微元循環(huán)是不可逆的，即,對整個(gè)循環(huán)有,即,綜合上述討論結(jié)果，有,2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,15,56狀態(tài)參數(shù)熵及孤立系統(tǒng)熵增原理,熵為狀態(tài)參數(shù)的證明可逆過程系統(tǒng)與熱源有相同的溫度，即TRT，所以有,對圖示的循環(huán)，分為兩個(gè)可逆過程，則有,由上二式知，應(yīng)等于某個(gè)參數(shù)的全微分，它就是狀態(tài)參數(shù)熵的微分，即在可逆過程中有,2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,16,結(jié)合前三式，有,即熵的變化和過程無關(guān)，而僅決定于初態(tài)及終態(tài)，從而說明熵是一個(gè)普遍存在的狀態(tài)參數(shù)。因此熵可以表示成任意兩個(gè)獨(dú)立狀態(tài)參數(shù)的函數(shù)，如,熵的微分是全微分，可以表示為,通常，在熱力學(xué)計(jì)算中只計(jì)算熵變。,，,，,2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,17,兩個(gè)基本的熱力學(xué)普遍關(guān)系式,由熵的定義式和熱力學(xué)第一定律的能量方程式，可得到,這兩個(gè)公式反映了各狀態(tài)參數(shù)之間的基本關(guān)系，與進(jìn)行的過程是否可逆無關(guān)。,2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,18,熵流和熵產(chǎn),由于，所以,兩空間氣體的熵變分別為,不可逆過程熵流和熵產(chǎn)可逆過程中，系統(tǒng)與外界的換熱是引起系統(tǒng)熵變的唯一原因。不可逆過程中，不可逆因素也會引起系統(tǒng)的熵變。,溫差傳熱引起的熵產(chǎn),A、B兩空間氣體所組成的系統(tǒng)，TATB。,,可表示為,因此有,即溫差傳熱過程中產(chǎn)生了熵，稱為熵產(chǎn)。,由熱力學(xué)第一定律有,，,，,，,2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,19,摩擦、擾動引起的熵產(chǎn),設(shè)一微元過程，系統(tǒng)吸熱，作功，比熱力學(xué)能變化DU，比體積變化DV。其系統(tǒng)的熵變?yōu)?該過程的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系為,將其代入前式，即有,可見,即不可逆過程系統(tǒng)熵變等于熵流和熵產(chǎn)的代數(shù)和。熵流和熱量具有相同的符號；熵產(chǎn)則不同，它永遠(yuǎn)為正值，并隨著不可逆程度的增加而增大。,2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,20,利用熵變的性質(zhì)判斷過程的不可逆性,設(shè)任意不可逆過程ABC和任意可逆過程CDA組成一熱力循環(huán)。按克勞修斯不等式有,,,CDA為可逆過程，因此有TTR，所以上式可寫為,因此有，微元不可逆過程有,對可逆過程，TTR，因此有,綜合上面兩種情況，可得,≥,2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,21,絕熱過程的不可逆性的判斷,絕熱過程中，系統(tǒng)和外界不發(fā)生任何熱交換，即，因而按照上式有,對于有限過程，有,不可逆絕熱過程在TS圖上表示,不可逆絕熱過程的熵變大于零。不可逆絕熱過程線下面的面積不代表過程熱量。,DS≥0,≥0,2024年3月20日,第五章熱力學(xué)第二定律,22,孤立系統(tǒng)熵增原理,把系統(tǒng)和有關(guān)周圍物質(zhì)一起作為一個(gè)孤立系統(tǒng)，同時(shí)考慮系統(tǒng)和周圍物質(zhì)的熵變，則可更好地說明過程的方向性，從而突出地反映熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)。當(dāng)系統(tǒng)和溫度為T0的周圍物質(zhì)交換熱量時(shí),按照任意過程中系統(tǒng)熵變化的關(guān)系式，有,而周圍物質(zhì)的熵的變化為,綜合上面二式，有,或表示為,即孤立系統(tǒng)的熵變不可能減小，不可逆過程中孤立系統(tǒng)的熵總是不斷增大，可逆過程中孤立系統(tǒng)的熵保持不變。上述原理稱為孤立系統(tǒng)熵增原理。,,DSISO≥0,≥,≥0,