第09章 压气机的热力过程

第5章 膨胀机

第5章膨胀机 5.1 空分设备配套膨胀机的基本要求及工作原理 绝热等熵膨胀是获得低温的重要效应之一，也是对外作功的一个重要热力过程，而作为用来使气体膨胀输出外功以产生冷量的膨胀机则是能够实现接近绝热等熵膨胀过程的一种有效机械。膨胀机可分为活塞式和透平式两大类，一般来说，活塞膨胀机多适用于中、高压小流量领域，而低、中压、相对流量较大的领域中则多用透平膨胀机。随着透平技术的进一步发展，近几年来，中、高压、小流量、大膨胀比的透平膨胀机在各领域也有越来越多的应用。与活塞膨胀机相比，透平膨胀机具有占地面积小（体积小）、结构简单、气流无脉动、振动小、无机械磨损部件、连续工作周期长、操作维护方便、工质不污染、调节性能好、高效率等特点；而活塞膨胀机正相反，一般多用在高膨胀比小流量的场合。 对于空分设备来说，低温精馏、装置冷量损失的及时补充、产品产量的有效调节等都使得为其提供充足冷量的膨胀机显得尤为重要，可以说它是空分设备的心脏部机。事实上，在空气分离设备中，膨胀机获得了广泛的应用。随着科学技术的不断进步，现代空分设备对膨胀机提出了更高的要求：要具有更高的整机效率、更好的稳定及调节性能、更安全及可靠的保护系统、更长的运行周期及使用寿命等等。特别是随着内压缩流程和液体液化设备等的广泛使用，中压甚至高压等级透平膨胀机使用得越来越多，这类产品膨胀机出口常带一部分液体、有的具有很大的膨胀比。 活塞膨胀机是利用工质在可变容积中进行膨胀输出外功，也称为容积型膨胀机。工质在气缸内推动活塞输出外功，同时本身内能降低。 透平膨胀机是利用工质在流道中流动时速度的变化来进行能量转换的，也称为速度型膨胀机。工质在透平膨胀机的通流部分中膨胀获得动能，并由工作轮轴端输出外功，因而降低了膨胀机出口工质的内能和温度。 5.2 透平膨胀机 5.2.1 透平膨胀机的分类 工质在工作轮中膨胀的程度称为反动度。具有一定反动度的透平膨胀机就称为反动式透平膨胀机。如果反动度很小以至接近于零，工作轮基本上由喷嘴出口的气流推动而转动并对外作功，则称为冲动式透平膨胀机。 根据工质在工作轮中流动的方向可以有径流式、径-轴流式和轴流式之分，如图5.2.1-1所示。 如果叶轮叶片两侧有轮盘和轮盖，则称为闭式叶轮，如图5.2.1-2b。没有轮盖只有轮盘的则称为半开式叶轮，见图5.2.1-2a。轮盖和轮盘都没有的（轮盘只有中心部分）称为开式叶轮，见图5.2.1-2c。 根据一台膨胀机中包含的级数多少又可以分为单级透平膨胀机和多级透平膨胀机。为了简化结构、减少流动损失，径流透平膨胀机一般都采用单级或由几台单级组成多级膨胀。 按照工质的膨胀过程所处的状态，又有气相膨胀机和两相膨胀机之分。 按照透平膨胀机制动方式，又有风机制动透平膨胀机、增压机制动透平膨

压气机的压气过程

习题提示与答案 第八章 压气机的压气过程 8-1 设压气机进口空气的压力为0.1 MPa ，温度为27 ℃，压缩后空气的压力为0.5 MPa 。设压缩过程为：(1)绝热过程；(2)n ＝1.25的多变过程；(3)定温过程。试求比热容为定值时压气机压缩1 kg 空气所消耗的轴功及放出的热量。 提示：略。 答案：(1)(w s )c s =-176 kJ/kg ；(2)(w s )c n =-163 kJ/kg ，q c n =-48.94 kJ/kg ； (3)(w s )c T =-138.6 kJ/kg ，q c T =-138.6 kJ/kg 。 8-2 按上题所述条件，若压气机为活塞式压气机，其余隙比为0.05，试求三种压缩过程下压气机的容积效率。 提示：余隙比h s V V ，容积效率1])[(111 2??=n h s V p p V V η。 答案：＝0.892，＝0.869，＝0.8。 Vs ηVn ηVT η 8-3 设活塞式压气机的余隙比为0.05，试求当压气机的压缩过程分别为绝热过程、n ＝1.25的多变过程、定温过程时，压气机的容积效率降低为零所对应的增压比。 提示：容积效率1])[(1112?? =n h s V p p V V η。 答案：( 12p p )s ＝70.98；(12p p )n ＝44.95；(12p p )T ＝21。 8-4 有一台两级压气机，其进口的空气压力为0.1 MPa ，温度为17 ℃，压气机产生的压缩空气的压力为2.5 MPa 。两级气缸中的压缩过程均为n ＝1.3多变过程，且两级中的增压比 相同。在两级气缸之间设置有中间冷却器，空气在其中冷却到17 ℃后送入高 压气缸。试求压气机压缩1 kg 空气所需要的轴功，以及中间冷却器和两级气 缸中所放出的热量。 两级压缩的示功图 提示：两级压缩的增压比相同，压缩过程多变指数相同，则两级压缩耗 功量相同；中间冷却器中空气经历的是定压冷却过程，过程放热量q=c p 0ΔT ， 且充分冷却时，T 2′ =T 1；压缩过程的初始温度相同、增压比相同，则过程热 量也相同。 答案：(w s )c ＝-324.5kJ/kg ，q c ＝-62.26kJ/kg ，q ＝－131kJ/kg 。

膨胀机工作原理及常见故障处理

膨胀机工作原理及常见故障处理 发表时间：2019-09-20T16:26:14.220Z 来源：《中国电业》2019年第9期作者：周小龙 [导读] 绝热等熵膨胀是获得低温的重要途径之一，也是对外做功的一个重要热力过程。 新疆庆华能源集团有限公司新疆伊宁,835000 摘要：绝热等熵膨胀是获得低温的重要途径之一，也是对外做功的一个重要热力过程。而作为用来使气体膨胀输出外功以产生冷量的膨胀机，则是能够实现接近绝热等熵膨胀过程的一种有效机械。现代空分设备对膨胀机的求：更高的整机效率；更好的稳定及调节性能；更安全及可靠的保护系统；更长的运行周期及使用寿命等。 关键词：膨胀机；工作原理；常见故障处理 1、作用和分类 按结构分有两种，活塞式膨胀机和透平式膨胀机。按工质在膨胀过程所处的状态，可分为气相透平膨胀机和两相透平膨胀机。按透平膨胀机的制动方式,可分为风机制动膨胀机、增压机制动膨胀机、电机制动透平膨胀机‘’油制动透平膨胀机。根据透平膨胀机的轴承不同形式，可分为油轴承透平膨胀机、气体轴承透平膨胀机和磁轴承透平膨胀机。根据工质在工作轮中流动的方向，透平膨胀机可分为径流式、径－轴流式、轴流式。现代空分设备普遍采用的是向心径－轴流反动式透平膨胀机，它具有焓降大、允许转速高、结构简单和热效率高的特点。 2、工作原理 透平膨胀机是一种高速旋转的机械，它是利用工质流动时速度的变化来进行能量转换的，因此称为速度型膨胀机。它由膨胀机通流部分（由蜗壳、喷嘴、工作轮、扩压器组成）、制动器及机体三部分组成。工质在透平膨胀机的通流部分中膨胀获得动能，并由工作轮轴端输出外功，因而降低了膨胀机出口工质的内能和温度。膨胀工质由进气管进入蜗壳，被均匀地分配进入喷嘴；经过喷嘴膨胀，降低了压力和温度后进入工作轮，在工作轮中工质进一步膨胀做功；然后经由扩压器排入膨胀机的出口管道，而膨胀功则由工作轮相连的主轴向外输出。由膨胀机主轴输出的能量可被用来驱动一台压缩机或一台发电机。以使透平膨胀机有一个稳定的运行条件。3、透平膨胀机本体 现在的空分设备，基本上都是采用卧置、单级、向心、径－轴流反动式膨胀机。透平膨胀机主要由膨胀机蜗壳、喷嘴环、转子、出口扩压器、轴承箱、密封系统和制动系统等组成，典型的结构图见图1. ⑴转子 是透平膨胀机中转动部分的部件总成，主要由主轴、叶轮等组成。主轴的一端装有膨胀机工作轮，另一端装有增压机叶轮或风机叶轮等。当外界干扰频率与转子的自振频率相同时，产生共振。共振时的转速称为临界转速。当正常工作时工作轮的转速低于一阶临界转速轴称为刚性轴，当工作轮转速高于一阶临界转速而低于二阶临界转速轴称为柔性轴。典型的结构如下图 2。 ⑵轴承 在透平膨胀机中，一般采用滑动轴承。轴承与转轴之间的径向间隙要适当，过大使轴承旋转产生震动，润滑油膜分布不均匀，间隙过小，会导致轴温超过允许值。 ⑶密封 密封一般分为内密封和轴密封。内密封为设在透平膨胀机内部的防止或减少介质在流动过程中产生内泄漏的密封。在工作轮背面，低温气体会沿轴间向外泄漏，减少了透平膨胀机的制冷量；另外，由于冷量的泄漏还会导致轴承润滑油的固化，造成事故，因此需要设置可靠的轴密封。 ⑷喷嘴环 喷嘴环各流道是膨胀机进行能量转换的主要部件。对于反动式透平膨胀机，约有 50％的比焓降在喷嘴内完成。 4.1润滑系统

专题一：大气的受热过程与热力环流

专题一：大气的受热过程与热力环流（2013-9-14） 考 纲 点 击 大气受热过程 (1)大气的受热过程。 (2)大气保温作用的基本原理。 (3)大气热力环流的形成过程。 一、大气的组成及其作用 1、低层大气的组成：干洁空气、水汽、固体杂质 补充：大气成分的变化 ①大气中的水汽和固体杂质的含量因时因地而异 例：地面有植被覆盖，水汽含量增多，而固体杂质含量变少。我国北方地区冬春季节，气候干旱，大气中水汽含量少，而固体杂质多。 ②人类活动对干洁空气成分比例的影响 例：人类活动燃烧矿物燃料（煤、石油、天然气），使大气中的CO2增多。冰箱、冰柜的广泛使用，大气中的氟氯烃含量增多（制冷工业发展以前，大气中没有氟氯烃化合物），氟氯烃能破坏大气中的臭氧，使大气中的臭氧减少。 ③保护大气环境 2、大气的垂直分层： ( 1 ) 对流层：大气底层，厚度随季节和纬度变化；气温随高度递减；各层中最薄，但集中了大气质量的3/4和几乎全部的水汽和杂质；空气对流强烈，天气复杂多样。 （2）平流层：大气中臭氧的主要分布区。因其大量吸收太阳紫外辐射，所以气温随高度递增。空气做平流运动，大气平稳，天气晴朗，有利于航天飞行。 ( 3 ) 高层大气：从平流层顶到3000千米的高空范围。密度小，与星际空间接近。该层中有大量离子和自由电子，构成电离层。电离层能够反射无线电波。 二、大气受热过程

补充：1、大气对太阳辐射的削弱作用 2、大气对地面的保温效应 弄清地面辐射与大气辐射之间的关系是理解大气保温效应的关键。如下图： (1)大气吸收地面辐射增温：对流层大气中的水汽和二氧化碳，对地面长波辐射具有很强的吸收能力。大部分的地面辐射被吸收而增温，然后它再以辐射、对流的方式向高层大气传送热量。所以说，地面辐射是对流层大气的主要的直接热源。 (2)大气逆辐射对地面起到保温作用：近地面大气吸热增温后，也向外进行辐射，叫大气辐射。大气辐射中一小部分向上，散失到宇宙 空间；其余绝大部分是向下的，因其与地面辐射的方向相反，称为大气逆辐射。大气逆辐射使得大气把从地面辐射中获取的热量还给了地面，所以说大气对地面起着保温效应。 作用 形式 参与作用 的大气成分 波长段 作用特点 实例 吸收 臭氧 (平流层) 紫外线 吸收强烈，有选 择性，对可见光 吸收得很少 平流层气温 随海拔高度 增加而上升 水汽、CO 2 (对流层) 红外线 反射 较大颗粒 尘埃、云层 各种波长同 样被反射 无选择性，云层 越厚，反射越强 夏季多云的 白天，气温不 会太高(偏低) 散射 空气分子、 微小尘埃 波长较短的 可见光(蓝 光、紫光) 向四面八方散 射，有选择性 晴朗的天空 呈蔚蓝色 颗粒较大的 尘埃、雾粒、 小水滴 各种波长同 样被散射 无选择性 阴天的天空 灰蒙蒙的 大气上界 地面 太阳辐射 地面吸收 大气吸收 地面增温 地面辐射 大气 吸收 射向宇宙空间 射向宇宙空间 大气辐射射向地面 二、大气受热过程 “太阳暖大地”“大地暖大气” “大气还大地” 大气增温

压气机的理论压缩功

第9章压气机 一、教案设计 教学目标:使学生熟悉压气机热力过程，活塞式压气机工作原理，耗功量计算；余隙容积对压气机性能的影响；多级压缩与级间冷却；叶轮式压气机的工作原理。知识点：活塞式压气机工作原理，耗功量计算；余隙容积对压气机性能的影响；多级压缩与级间冷却；叶轮式压气机的工作原理。 重点：压气机耗功量的计算方法，提高压气机效率的方法和途径。 难点：多级压缩过程中各级增压比的确定，提高压气机效率的方法和途径。教学方式：讲授+多媒体演示+课堂讨论 师生互动设计：提问+启发+讨论 问：余隙容积的存在使压气机产气量下降，对实际耗功有没有影响？。 问：活塞式压气机为什么应采用隔热措施？ 问：为什么若实施定温压缩产生高压气体，可不必分级压缩、中间冷却？ 问：为什么活塞式压气机适用于高压比、小流量；叶轮式压气机适用于小压比、大流量？ 学时分配：2学时 二、基本知识 第一节气体的压缩及压气机的耗功 一、气体压缩 1压气机:用来压缩气体的设备 2.。压气机的分类 1）压气机按其产生压缩气体的压力范围,习惯上常分为： ①通风机（pg<0.01MPa）; ②鼓风机（0.01MPa0.3Mpa）。 2）按压缩原理和结构分压气机分为: 活塞式、叶轮式（离心式和轴流式）及引射式。

三、压气机的实际耗功（压气机的效率）21 '2'1 cs cs cs w h h w h h η-== -21 '2'1 cs cs cs w T T w T T η-= = -1.压气机的实际耗功 对于理想气体 1 2s p 1 p 2 s T 22.压气机的绝热效率 '2'1 cs w h h =-压气机的实际耗功 第二节 单机活塞式压气机 一、单机活塞式压气机工作过程

透平膨胀机

透平膨胀机 1、空分设备配套膨胀机的基本要求及工作原理 绝热等熵膨胀是获得低温的重要途径之一，也是对外做功的一个重要热力过程。而作为用来使气体膨胀输出外功以产生冷量的膨胀机，则是能够实现接近绝热等熵膨胀过程的一种有效机械。 膨胀机可分为活塞式和透平式两大类。一般来说，活塞式膨胀机多用于中高压、小流量领域。而低中压、流量相对较大的领域则多用于透平膨胀机。 随着透平技术的进一步发展，中高压、小流量的大膨胀比的透平膨胀机在各领域也有越来越多的应用。与活塞膨胀机相对比，透平膨胀机具有占地面积小(体积小)，结构简单，气流无脉动，振动小，无机械磨损部件，连续工作周期长，操作维护方便，工质不污染，调节性能好和效率高等特点。 对空分设备来说，低温精馏装置冷量损失的及时补流，产品产量的有效调节等都使得为其提供充足冷量的膨胀机显得尤为重要，可以说它是空分设备的心脏部件之一。随着科学技术的不断进步，现代空分设备对膨胀机提出了更高的要求，更高的整机效率，更好的稳定剂调节性能，更安全级可靠的保护系统，更长的运行周期及使用寿命等等。特别是随着内压缩流程空分设备和液体、液化设备等广泛使用，中压甚至更高等级透平膨胀机使用的越来越多。这类产品膨胀机出口气体常带一部分液体，有的具有很大的膨胀比。 活塞膨胀机是利用工质在可变容积中进行膨胀输出外功，也称为

容积型膨胀机。工质在冷钢内推动活塞输出外功，同时本身内能降低。 透平膨胀机是利用工质在流道中流动时速度的变化来进行能量转换，也称为速度型膨胀机。工质在透平膨胀机的通流部分中膨胀获得动能，并由工作轮轴端输出外功，因而降低了膨胀机出口工质的内能和温度。 2、透平膨胀机的分类 工质在工作轮中膨胀的程度，称为反动度。具有一定反动度的透平膨胀机就称为反动式透平膨胀机。如果反动度很小甚至接近于零，工作轮基本上由喷嘴出口的气体推动而转动，并对外做功，这种透平膨胀机被称为冲动式透平膨胀机。 根据工质在工作轮中流动的方向，透平膨胀机可分为径流式，径—轴式和轴流式；如图： 如果工作轮叶片两侧有轮盘和轮盖，则称为“闭式工作轮”没有轮盖只有轮盘的则称为半开式工作轮。轮盖和轮盘都没有的(轮盘只有中心部分)则称开式工作轮。 根据一台膨胀机中含的级数多少，可分为单级透平膨胀机和多级透平膨胀机。为了简化结构，减少流动损失，径—轴流式透平膨胀机

热力环流的形成原理 教案

课程序号： 0547 《学科教案》 题目:《热力环流形成的原因》教案 班级: 姓名: 学号: 授课教师: 提交时间: 成绩:

《热力环流形成的原理》教案

【教师】首先让我们来看一个有关热力环流的实验视频。在这个实验视频的左下角放的是一碗热水，右下角则是一碗冰块，等会儿请同学们仔细观看在这两个碗上方的白色水汽是怎么运动的？然后 【学生】观看实验，某个学生回答···（热水碗上方白色水汽向上运动，冰块碗上方白色水汽向下

【教师】请同学来看这张图，并结合书本的内容，思考当地面受热均匀时，每个空气柱中的空气提示：高空与地面相比)？说明了什么？等压面分布有什么特点？ （空气分子均匀分布，但高空中空气密度较近地面小，说明在同一高度的水平方向上气压都相等，并且近地面气压大于高空气压。等压面与地面平行。 【转承】当受热不均匀时，空气在垂直方向上发生了垂直运动。 【教师】当空气发生了上述的垂直运动后，那么请问现在气压近地面和高空的气压又发生了什么 （在A处近地面由于空气上升密度减小形成低压，高空变为了高压；相应的两处的近地面由于空气下沉密度增大而形成高压，则高空变为低压。） 【教师】此时同一高度上的等压面还会是水平的吗？会发生什么样的变化呢？ （等压面出现弯曲） 【教师讲解】此时由于空气在垂直方向上的运动，导致同一水平面上的气压出现了差异。那么，等压面肯定不会水平，而是出现了弯曲。在A地高空，原来气压值为1020hpa 因此要往高处找一个气压值为1020hpa的点，同理在B、C两处的高空气压减小， 1020hpa的点，然后将重新找到的气压值都为1020hpa的点用曲线连接起来，这 1020hpa的等压面。在近地面情况相似。 综上，等压面会呈现“凸高凹地”的情况

热力环流形成的原理与应用

热力环流形成的原理与应用 湖南省冷水江市第七中学姜辉友 一、教学目标 1．知识与技能 ①理解热力环流的形成过程。 ②通过绘制热力环流图，培养学生的绘图能力和理解问题的能力。 ③能够利用热力环流原理，分析解答实际生活生产中的一些地理现象。 2．过程与方法 本课由问题→小实验和多媒体演示获得感性认识→分析推理运动过程→归纳概括运动规律→给出实际生活案例→应用规律解决实际问题的教学主线，在此过程中进一步培养学生运用分析、推理、归纳等方法学习地理知识的能力。 3．情感态度与价值观 ①通过对“城市热岛效应”的介绍和分析，让学生增强环保意识。 ②通过实验活动，激发学生亲自探究地理问题的兴趣和动机，养成求真、求实的科学态度。 ③培养学生的团队精神。 二、重点难点 （一）重点 1、热力环流的形成原理； 2、应用热力环流原理解释海陆风、城市风、山谷风等现象。 （二）难点 冷热不均引起气压高低变化和等压面弯曲的特点。 三、教学思路 热力环流是大气运动的一种最简单的形式，是学生理解大气运动这部分内容的最基本、最基础的知识和最佳切入口，对于理解由于热力原因而引起的大气运动，学习气压带和风带具有很大的帮助作用。因此，学好这部分内容是学好大气运动的基础，为后面学习气压带和风带起到至关重要的铺垫作用。为此设计了以下活动： 1、地理小实验，让学生直观、真实感受热力环流、理解热力环流的成因以及气流运动特点。为学生能顺力画出环流图埋下伏笔。 2、观看多媒体演示，解决热力环流过程中气压分布与气流分布之间的关系。理解等压面的概念。 3、案例和拓展探究。海陆风、城市风、山谷风等内容简要分析。目的是让学生更加理解热力环流的原理，理论联系实际。激发学生探究自然奥秘，认识社会生活环境的能力。 四、教法与学法 1、教法：实验演示法、引导总结法、多媒体辅助教学法等 2、学法：合作实验法、自主学习法、合作探究学习法等 五、教学用具 多媒体课件实验器材（蜡烛、香、纸板、1000ml的量筒）等 六、课时安排 1课时 七、教学过程 实验引入课题-----热力环流形成的原理与应用 （一）、师生实验------感受热力环流 实验步骤： (1) 、将点着的香伸入量筒纸板点有蜡烛的一侧，观察香烟的运动方向 (2) 、将点着的香伸入量筒纸板没有蜡烛的一侧，观察香烟的运动方向 （两侧条件有何不同，思考：香烟飘动的原因是什么） 实验结论------从实验中我们知道:香烟两侧冷热不均使香烟向点有蜡烛一方飘动,即气体向蜡烛方向流动。 我们把这种由于地面冷热不均而形成的空气环流称为热力环流。 过渡：为什么冷热不均会产生热力环流呢，它是怎么产生的呢？ （二）、探究热力环流形成原理 1、热力环流形成原理 热→气体受热上升→近地面低压，高空高压 同一水平面产生气压差 冷→气体收缩下沉→近地面高压，高空低压

第三章 轴流压气机工作原理

第三章 轴流压气机的工作原理 压气机是燃气涡轮发动机的重要部件之一，它的作用是给燃烧室提供经过压缩的高压、 高温气体。根据压气机的结构和气流流动特点，可以把它分为两种主要型式：轴流式压气机 和离心式压气机。本章论述轴流式压气机的基本工作原理，重点介绍压气机基元级和压气机 一级的流动特性及工作原理。 第一节 轴流压气机的增压比和效率 轴流式压气机由两大部分组成，与压气机旋转轴相联接的轮盘和叶片构成压气机的转 子，外部不转动的机匣和与机匣相联接的叶片构成压气机的静子。转子上的叶片称为动叶，静子上的叶片称为静叶。每一排动叶（包括动叶安装盘）和紧随其后的一排静叶（包括机匣）构成轴流式压气机的一级。图3－1为一台10级轴流压气机，在第一级动叶前设有进口导流 叶片（静叶）。 图3－1 多级轴流压气机 压气机的增压比定义为 ***=1p p k k π （3－1） *k p ：压气机出口截面的总压；*1p ：压气机进口截面的总压；*号表示用滞止参数（总参数）来定义。 依据工程热力学有关热机热力循环的理论，对于燃气涡轮发动机来讲，在一定范围内， 压气机出口的压力愈高，则燃气涡轮发动机的循环热效率也就愈高。近六十年来，压气机的 总增压比有了很大的提高，从早期的总增压比3.5左右，提高到目前的总增压比40以上。 图3－2 压气机的总增压比发展历程

压气机的绝热效率定义为 ** *=k adk k L L η （3－2） 效率公式定义的物理意义是将气体从*1p 压缩到*2p ，理想的、无摩擦的绝热等熵过程 所需要的机械功* adk L 与实际的、有摩擦的、绝热熵增过程所需要的机械功k L * 之比。 p 1*p k *1k ad k L *k L *ad k s h * 图3－3 压气机热力过程焓熵图 由热焓形式能量方程（2－5）式、绝热条件、等熵过程的气动关系式)1(1 1)(k k adk adk p p T T -****=和R k k c p 1 -=可以得到 )1(1)(111--=-=-****k k k adk p adk RT k k T T c L π （3－3） )1(1)(1 11--=-=******T T RT k k T T c L k k p k （3－4） 将（3－3）和（3－4）式代入到（3－2）式，则得到 11 11--=**-**T T k k k k k πη （3－5） 效率公式（3-5）式可以用来计算多级或单级压气机的绝热效率，也可以用来计算单排 转子的绝热效率，只要*k p 和*k T 取相应出口截面处值即可。压气机静子不对气体作功，静子 的性能不能用效率公式（3-5）式衡量，静子的气动品质用总压恢复系数*23σ反映，*23σ＝ p *静子出口/ p * 静子进口 。 压气机的效率高，说明压缩过程中的流阻损失小，实际过程接近理想过程。或者说， 压气机效率愈高，达到相同增压比时，所需要外界输入的机械功愈少。目前，单级轴流压气 机的绝热效率可以达到90％以上，高增压比的多级轴流压气机的绝热效率也可以达到85％ 以上。

热力环流形成过程

大气运动的最基本形式——热力环流形成过程的探索 ◆教学思想方法： 作为一名地理教师，不仅要传授给学生地理知识，更重要的是培养学生的地理思维，使学生形成基本的地理素养。因此，本节课在教学中力求从学生对生活现象的认识出发，通过开展活动，引导学生识图、绘图，理论联系实际等形式，使学生充分感受到探索自然地理奥秘的过程，亨受到学习的乐趣，进而提升学生主动获取地理知识的能力与愿望，更好地学习对自己、对生活有用的地理，达到课程改革的具体目标与要求。 一、说教材 1、教材的地位和作用 ◆这一节内容在全书中所占的比例并不多，但内容却是极其重要的。重点介绍了对整个自然地理环境形成具有深刻影响的基本自然地理过程之一——大气运动的基本状况（大气热力环流的产生——发展——演变），通过教学内容的设置安排，完成从地理现象到地理成因的探索，从感性知识到理性思维的提升。 ◆从第一单元对学生地球观的感知培养到从第二单元开始的自然地理组成要素分析，再到第五单元（§5自然环境的整体性与差异性）的整体综合，本节内容既起到了承前启后的作用，同时又作为大气运动的开篇，起到提纲携领的作用。 ◆通过学生对活动的自主探究，完成对地理基本分析方法的归纳与总结（结果——原因，发现地理问题——收集、分析、整理材料——解决问题——地理语言表达）。热力环流过程分析方法和原理可以迁移到自然界存在的其他形式的热力环流，同时又是理解众多大气运动理论的基础。 2、教学目标 根据上述考虑，结合高中新课标的要求和学生已有的知识基础和认知结构、心理特征，确定以下教学目标： 知识与技能： ◆地表冷热不均引起的大气运动(理解) ◆大气热力环流的形成过程(掌握) 过程与方法： ◆通过实验活动理解热力环流的原理，能运用图表分析说明大气的热力过程，解释实际生活中的现象 ◆通过本节课的学习，使学生的观察力、推理和空间想象能力得到发展 ◆培养学生读图、析图、绘图能力，并将其转化为地理语言 情感、态度与价值观: 使学生亲生经历到知识的形成过程中，在自主学习和合作交流中激发学生探索地理问题的兴趣中动机，养成求真、求实的科学态度。 3、教学重点与难点 重点： ◆分析热力环流的形成过程与方法 鉴于模块一教材的基础地位，从高一开始，学生开始接触系统的地理理论知识，但是在此之前，学生头脑中对地理学科特征、地理概念、研究内容与方法的认识很少或者很零碎，在学习热力环流的形成模式的过程中，学生可以有更为清晰的认识，故确定其为重点。 难点： ◆热力环流的形成过程，热力环流因果关系的先后顺序 ◆热力环流的动态过程引起的等压面的弯曲 这些内容原理性强，学生对大气运动的了解又较为抽象，因此确定这些内容为本节难点。

2019湘教版高中地理必修一23第一课时热力环流的形成原理教学设计语文

教学设计 2.3.1 热力环流的形成原理 【教材分析】 本节课内容选自湘教版高中地理必修一第二章第三节第一课时。 从宏观上看，第二章从分别从岩石圈、大气圈和水圈对地球的物质组成和能量传输进行教材的组织，热力环流是大气圈部分的重要组成内容，是后面学习“风”“全球性大气环流”“常见的天气系统”等知识的基础。 从微观上看，热力环流是大气运动最简单的形式，在本单元中有着举足轻重的作用，由于太阳辐射导致地面冷热不均，从而引起空气在垂直方向上的上升或下降运动，又由于空气垂直运动导致水平方向上的气压出现差异，最终引起空气在水平方向上由高压流向低压。本节课教材内容层层展开，逻辑性和层次性强，符合学生的认知规律。 【学情分析】 在地理的知识体系中，大气知识对学生来说还是比较难于掌握的。难点主要在于三方面：第一，学生的空间概念建立的还不牢靠；第二，学生暂时还不能将大气知识与物理知识联系起来；第三，短时间内不能将大气运动与地理环境联系起来。故感到很难把握对整个大气知识的思维线索，感到这些知识与应用无关。生活中，学生对许多的自然地理现象并不陌生，但很少能将其与相关大气的知识联系起来。总的来说，对大气的了解，总是感到既陌生又熟悉。【教学目标】 1．知识与技能 ①掌握热力环流的定义，熟练阅读热力环流示意图，理解热力环流的形成过程。 ②通过绘制热力环流图，能够具备绘图能力和理解问题的能力。 ③能够利用热力环流原理，解答生产、生活中的局地环流问题，达到知识拓展的目的。 ④掌握热力环流的形成原理,并且能够用事实解释自然界中的热力环流。 2．过程与方法 ①通过绘制热力环流图培养学生的绘图能力； ②通过热力环流的事例，培养学生从学习中和生活中提出问题、发现问题的能力；理论联系实际，解决实际问题的能力。 3．情感态度与价值观 ①通过分析、理解、观察热力环流和局地环流，培养学生探索自然、热爱科学的精神。 ②通过对城市风、山谷风、海陆风等问题的探讨学，将所学知识运用于实际，进一步提高环境意识，能够更好地服务社会。 ③激发学生亲自探究地理问题的兴趣和动机，养成求真、求实的科学态度。 【教学重点与难点】

工程热力学思考题答案,第八章

第八章压气机的热力过程 1、利用人力打气筒为车胎打气时用湿布包裹气筒的下部，会发现打气时轻松了一点，工程上压气机缸常以水冷却或气缸上有肋片，为什么？ 答：因为气体在压缩时，以等温压缩最有利，其所消耗的功最小，而在人力打气时用湿布包裹气筒的下部或者在压气机的气缸用水冷却，都可以使压缩过程尽可能的 2 3 4 高，压力升高，不利于进一步压缩，且容易对压气机造成损伤，耗功大。等温压缩压气机向外放热，工质的温度不变，相比于绝热压缩气体压力较低，有利于进一步压缩耗功小，所以等温压缩更为经济。 5、压气机所需要的功可从第一定律能量方程式导出，试导出定温、多变、绝热压缩压气机所需要的功，并用T-S图上面积表示其值。

答：由于压缩气体的生产过程包括气体的流入、压缩和输出，所以压气机耗功应以技术功计，一般用w c 表示，则w c =-w t 由第一定律：q=△h+w t ， 定温过程：由于T 不变，所以△h 等于零，既q=w t ，q=T △s ，2 1ln p p R s g =?，则有 多变过程：w c =-w t =△h-q 所以c w 6数n 7m2s 2’nm i=S T ?0为图中的17nm1. 8、如图8-13所示的压缩过程1-2，若是可逆的，则这一过程是什么过程？他与不可逆绝热压缩过程1-2的区别何在？两者之中哪一过程消耗的功大？大多少？ 图8-13 答：若压缩过程1-2是可逆过程，则其为升温升压的吸热过程。它与不可逆绝热过程的区别是：此过程没有不可逆因素的影响，在所有以1-2过程进行的压缩过程其

耗功是最小的。对于不可逆绝热压缩过程：q=△u+w，q=0，所以w=-△u，w c=△u 可逆压缩过程1-2：q=△u+w，?=2 1Tds q，所以?- ? = 2 1Tds u w c ，所以不可逆绝热的耗功 大，大了?2 1 Tds。

热力环流形成原理及应用教案

《热力环流形成原理及应用》的教案 【课标解读】 新颁布的课程标准对此知识点没有识记和原理理解上的具体要求，只是作为认识大气运动的基础知识进行了解和体验，但热力环流作为大气运动中最重要的基本原理，是理解三圈环流、气压带风带的形成及其移动的基础知识，教材上亦有详尽表述，所以将此部分作为重点和难点知识组织教学。 【设计思想】 热力环流的形成原理及应用，是高中自然地理教学中的重点和难点内容，是理解大气运动的基础知识，而大气运动的直接结果，在世界各地形成了迥异的气候类型，进而影响到人们生产和生活的方方面面。 由于大气运动的抽象性及其复杂性，使学生理解掌握该知识点的难度较大，如何确定科学的教学目标，运用适当的教学手段，预设有效地教学过程以化解难点，提高教学目标的达成度，是教师教学能力的体现，更是教师教学理念、教学风格乃至教学思想的反映。 本节课设计的主要目标是如何将看不见、摸不着的大气运动再现在学生面前，帮助学生理解其过程，然后配合准确精炼的语言，细致到位的分析，归纳热力环流的形成原理。随后的环节不再是知识的再现，而是根据课程改革的要求，重视知识的运用，以课堂提升和合作探究的形式分析海陆风的形成，对海陆风延伸到海陆之间的冬夏季节环流，主要为后续学习做铺垫，最后安排讨论城市热岛环流对城市环境的影响及城市布局相关问题，使学生能学以致用，用学到的地理学原理解决身边的地理问题。 【教学目标】 知识与技能 1、了解大气运动的根本原因和热力环流的基本原理 2、能够运用热力环流的原理，分析和思考身边的地理现象和问题，能提出自己的见解，具备一定的地理思考能力，并对他人的观点有一定的评价能力。 过程与方法 1、通过现实问题的提出引出学生对热力环流的思考和兴趣。 2、运用板图分析，学生能够说出热力环流中大气的运动过程及气压变化情况，进而理解热力环流的形成原理。 3、通过小组讨论探究海陆风、城市风、山谷风的形成，学生能学以致用，画出热力循环图。 4、通过重点、考点知识总结加深学生的记忆。 情感、态度与价值观 1、通过了解大气运动的基本原理，培养探索大气环境的兴趣。 2、通过探究大气环境中的实际问题，激发求知欲，培养热爱科学的思想情感。 【教学重难点】 教学重点热力环流的形成原理 教学难点热力环流中大气水平方向的气压变化

压气机性能实验

YQJ-V型活塞式压气机性能实验台实验指导书 压气机在工程上应用广泛，种类繁多，但其工作原理都是消耗机械能（或电能）而获得压缩气体。压气机的压缩指数和容积效率是衡量起性能优劣的重要参数。因此压气机性能实验是《工程热力学》课程教学的重要组成部分，通过该实验能加深学生对工程热力学理论的理解，使学生更好的学好这门工程基础课。本活塞式压缩机性能实验台，采用传感器技术，在微机控制下采集处理数据，绘制压缩机的示功图，并据此进行压缩机性能指标的计算和热力过程的分析，以加深对压缩机热力学原理的理解，提高运用微机对实验压缩机进行性能分析的能力。本实验台技术先进，适用于生产厂家的产品质量检验和教学科研的需要。 一、实验目的 1. 了解活塞式压气机的工作原理及构造，理解压气机的几个性能参数的意义。 2. 熟悉用微机测定压气机工作过程的方法，采集并显示压气机的示功图。 3. 根据测定结果，确定压气机的耗功W C、耗功率P、多变压缩指数n、容积效率ηv等性能参数，或用面积仪测出示功图的有关面积并用直尺量出有关线段的长度，也可得出压气机的上述性能参数。 二、实验原理 压气机的工作过程可以用示功图表示，示功图反映的就是气缸中的气体压力随体积变化的情况。本实验的核心就是用现代测试技术测定实际压气机的示功图。实验中采用压力传感器测试气缸中的压力，用接近开关确定压气机活塞的位置。当实验系统正常运行后，接近开关产生一个脉冲信号，数据采集板在该脉冲信号的激励下，以预定的频率采集压力信号，下一个脉冲信号产生时，计算机中断压力信号的采集并将采集数据存盘。显然，接近开关两次脉冲信号之间的时间间隔刚好对应活塞在气缸中往返运行一次(一个周期)，这期间压气机完成了膨胀、吸气、压缩及排气四个过程。 实验测量得到压气机示功图后，根据工程热力学原理，可进一步确定压气机的多边指数和容积效率等参数。 另外，通过调节储气罐上的节气阀的开度，以改变压气机排气压力实现变工况测量。 三、实验装置 实验装置简图如图1所示，主要由活塞式空气压缩机(包括压气机本体、电动机、储气罐及节气阀等)和测试系统（包括压力传感器、磁电脉冲传感器、A/D 采集板和计算机等）组成。系统总面貌如图2所示。 为了获得压气机工作过程的封闭示功图，对压气机气缸缸体、缸盖、飞轮等进行了改造，通过特殊设计的接头将气缸中的瞬时压力直接引出到压力传感器。另外在压气机飞轮上安装

压气机的热力过程

第九章 压气机的热力过程 一、目的及要求 了解压气机的热力过程，掌握压气机的理论耗功的计算方法；掌握余隙容积对理论耗功及生产量的影响；掌握多级压缩、级间冷却的原理及用途。 二、内容： 9.1 单级活塞式压气机的工作原理和理论耗功量 9.2 余隙容积的影响 9.3 多级压缩和级间冷却 9.4 叶轮式压气机的工作原理 三、重点及难点： 9.1 掌握活塞式压气机和叶轮式压气机的工作原理。 9.2 掌握不同压缩过程（绝热、定温、多变）状态参数的变化规律、耗功的计算，以及压气机耗功的计算。 9.3 了解多级压缩、级间冷却的工作情况。了解余隙容积对活塞式压气机工作的影响。 四、主要外语词汇： Compressor, Multi-Level Compression, Inter-cooling, I impaired volume 五、本章节采用多媒体课件 六、复习思考题及作业： 思考题： 1、如果由于应用气缸冷却水套以及其他冷却方法，气体在压气机中已经能够按定温过程进行压缩，这时是否还需要采用分级压缩？为什么？ 2、压气机按定温压缩时气体对外放出热量，而按绝热压缩时不向外放热，为什么定温压缩反较绝热压缩更为经济？ 3、压气机所需要的功也可以由第一定律能量方程式导出，试导出定温、多变、绝热压缩压气机所需要的功，并用T-s 图上面积表示其值。 作业： 9－2，9－4，9－5，9－7 第九章 压气机的热力过程 压气机是用来压缩气体的耗能设备，而不是动力机。压气机的用途很广泛，由于使用场合及工作压力范围不同，压气机的结构型式及工作原理也有很大差异。 按工作原理及构造压气机可分为：? ?? ??引射式压气机 心式 叶轮式压气机 离 复式活塞式压气机 往

《热力环流》教学设计62978

教学设计 基本信息 名称《热力环流》 执教者 郭宝 田 课时2 所属教材目录 地理湘教版必修1的第二章 第三节 教材分析 热力环流是大气运动最基本、最简单的形式，在“大气环流”一章中起着承上启下的作用，既是对大气热力状况知识的运用，也是学习“气压带和风带”的基础，故对这一知识点进行详细讲述是非常必要的。 学情分析 学生通过前边的学习已经掌握大气受热的直接热源来源于地面，根本热源来源于太阳辐射。通过其他学科的学习学生已经具备相关知识和技能基础，如大气压强与高度的关系、物体的热胀冷缩性质等。地表受热不均不均等。但由于高中阶段刚开始学习立体几何，空间概念建立不牢固，不清晰，所以本节课的学习对于学生有一定难度。 教学目标 知识与 能力目标 ①掌握热力环流的形成及其根本 原因，熟练掌握热力环流示意图， ②能够利用热力环流原理解答生 产、生活中常见的局地热力环流问 题。 过程与 方法目标 通过绘制热力环流图，培养学生的绘图能力和理解问题的能力，探究 能力和团体合作意识。 情感态 度与价值观 目标 通过对城市风，海陆风，山谷风等问题的探讨，使学生树立学习生 活中的地理的概念，培养学生探索自 然、热爱科学的精神。

教学重难点重点热力环流的形成过程难点热力环流的应用 教学策略与设计说明 新课改以来，高中地理课程要求“学习生活中有用的地理”，注重与实际相结合。根据高中生的身心发展现状，要求学生在分析地理事实的基础上，逐步学会运用基本的原理探究地理过程、地理成因以及地理规律等。 教学过程 教学环节（注 明每个环节预设的 时间） 教师活动学生活动设计意图 课堂小结2分钟 【情境创设】播放电视剧《三国演义》第76集剪辑视频《火熄上方谷》2-3分钟 【新课导入】 1.拯救司马懿的这场奇雨为什么下得如此及时，难道真是苍天保佑吗？ 2.大战在山谷进行，山顶并未着火，为什么山顶却发现衣服的碎屑和炭灰呢？ 【设计意图】吸引学生注意力，激发学生的学习兴趣和探究欲望 【热力环流的形成】 探究一：多媒体播放热气球、孔明灯图片 要求学生思考问题：为什么热气球和孔明灯会上升？ (学生回答)热胀冷缩 要求学生自己阅读课本关于热力环流的形成段落，每人准备一张纸， 【方法】：探究式教学法、适时点拨法、激励教学法 【学生】 探究任务：绘出热力环流图，并讲解其形成过程。

热力环流教案(优质课比赛)

普通高中课程标准实验教科书(人教版)地理必修1 2.1冷热不均引起大气运动 热力环流（教案） 教学目标： [知识与能力] 1、理解大气运动的根本原因； 2、掌握热力环流的形成过程及应用。 [过程与方法] 1、通过实验，获得热力环流的感性认识； 2、通过读图分析，自主归纳变化规律； 3、通过理论联系实际，使学生认识从感性上升到理性。 [情感态度与价值观] 1、激发学生探究地理问题的兴趣； 2、使学生养成求真、求实的科学态度。 教学重点、难点： 重点：热力环流的形成过程及应用 教学方法： 实验教学法、图示教学法、探究式教学法、多媒体辅助教学 学法指导： 观察法、讨论法、合作探究法 教学准备：多媒体课件 课时安排：1课时 教学过程： 【导入新课】伴随最近几次降温过程，我们真切感受到了冬天的到来，不禁开始怀念阳光肆无忌惮照射的夏天，夏天人们喜欢去海边避暑，就像大家在视频里看到的，吹着海风，走在海边，水清凉、风清爽，炎热的夏天置身这样的地方真的是一件很惬意的事情，那么，清爽的风和清凉的海水有没有关系呢？今天我们共同学习的热力环流就去尝试解释这个问题。

其实，不止是风，阴晴雨雪，所有的天气活动都是由大气运动导致的，而热力环流是最简单的大气运动，在开始我们的探究学习之前，先来了解一个相关概念：气压。 气压：单位面积上空气柱所产生的压强； 当地面受热均匀时，海拔相同，气压相等。 探究活动一：热空气的运动(孔明灯的视频)（时间一分钟） 1、观察孔明灯是如何运动的？ 2、思考孔明灯为何这样运动? （学生展示） （板书总结）假设A地受热，空气膨胀，密度变小，浮力大于重力，空气上升。 探究活动二：冷空气的运动 【模拟实验】 材料：长方形的玻璃缸（长100cm左右，宽30cm左右，高40cm左右）、胶合板或塑料薄膜、一盆热水、一盆冰块、一束香、火柴等。 实验步骤： （1）将一盆热水和一盆冰块分别放置在玻璃缸的两端； （2）用平整的胶合板将玻璃缸上部的开口盖严； （3）在胶合板的一侧（装冰块的盆上方）开一个小洞； （4）将一束香点燃，放进小洞内。 1、观察冰块上方烟雾是如何运动的？ 2、认真阅读课本并思考冰块上方为何这样运动？（时间2分钟） （学生展示） （板书总结）假设B地冷却，空气收缩，密度变大，重力大于浮力，下沉。地面冷热不均，引起大气的上升、下沉，垂直方向的运动，那么空气的垂直运动会不会引起其他一系列的运动呢？继续实验： 探究活动三： （实验） 1、观察玻璃缸上部和底部的空气是如何运动的？

第七章 压气机的压气过程

第七章压气机的压气过程 压气机是用来压缩气体提高气体压力的设备，它在各个工业部门中都得到广泛应用。例如：在燃气轮机装置及压缩制冷装置中，压气机作为装置的一个组成部分，用于对工质进行压缩；在内燃机中，压气机用作增压器或扫气泵，也是许多内燃机的一个重要组成部分；而在冶金、化工及机械工业部门中，除直接用于生产过程中提高气体的压力外，还常利用压气机来生产各种气动工具所需的压缩空气。 本章主要讨论压气机中能量转换的特点及压气过程计算所用的各种基本关系式。 7－1 压气机的压气过程 压气机的形式很多，工作压力范围也很广。有的压气机直接通过改变工质的容积，实现压缩过程，图7-1a所示的活塞式压气机及图7-1b所示的转子式压气机，就属于这种类型。有的压气机则利用高速旋转的叶轮推动气体，使气体以很高的速度运动，然后再利用扩压管使高速运动的气流降低流速而提高压力，实现气体的压缩，如图7-1c所示的离心式压气机即属于这一类。有的在利用叶轮推动气体高速运动时，还同时利用叶轮的叶片间的流道做成扩压管的形式，使气流在叶片间通过时气体的压力有所提高，图7-1d所示的轴流式压气机，就属于这种类型的压气机。 按照热力学的能量转换的观点，各种压气机的压气过程基本上是相同的。压气机工作时，从进气口吸入压力较低的气体，在

第七章 压气机的压气过程 ·174· 图7-1 典型压气机工作原理示意图 压气机中进行压缩，提高气体的压力，然后经排气口输出高压气 体。在一般情况下，单位时间内压气机生产的高压气体的数量保持稳定，因而进行热力学分析时，压气机的压气过程可作为稳定流动过程。对于压气机来说，其进气和排气的流动动能及重力位能都可忽略不计。根据稳定流动能量方程式，可以得到压气机中能量转换的关系为 q ＝(h 2－h 1)＋(w s )c (7-1) 式中(w s )c 为压气机的轴功。假设压气过程是可逆过程，则按轴功的表示式可以得到 (w s )c ＝κκ)1(1 2)(?p p ＋(p 1v 1－p 2v 2)＝－ (7-2) ∫21d p v 即压气机压气过程的轴功等于压缩过程的容积变化功和进气、排气推动功的代数和。如图7-2所示，在p -v 图上，压气机压气过程