文档介绍：实验三 能源设备热力系统分析
课程：工程热力学
日期：
一、实验目的
。
2. 加深理解热力学第一、第二定律等基本理论。
能源设备热力系统分析
课程：工程热力学
日期：
一、实验目的
。
2. 加深理解热力学第一、第二定律等基本理论。
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二、实验原理
现以能源设备锅炉热力系统中水受热、汽化的热力过程为例，阐述热力学的基本理论和定律。
由于水的密度比汽水混合物的大，利用这种密度差所产生的水和汽水混合物的循环流动，叫做自然循环。如图1所示，水自锅筒进入不受热的下降管，然后经下集箱进入布置于炉内的上升管；在上升管中受热后部分水汽化，汽水混合物则由于密度较小向上流动输回锅筒，如此形成了水的自然循环流动。任何一台蒸汽锅炉的蒸发受热面，都是由这样的若干个自然循环回路所组成。
图1 能源设备的蒸发受热面自然循环回路示意图
1-锅筒、2-集箱、3-下降管和4-上升管
回路中，由锅筒进入下降管的水不一定达到饱和温度，所以上升管下端区段为加热水。上升管内的水在向上流动的过程中，一边受热一边减压，当到达汽化点Q时，水温等于该点压力下的饱和温度，开始沸腾汽化。在Q点以后，压力继续降低，汽化更剧烈，工质中含汽量随上升流动愈来愈多。因此，Q点以后的这段，是上升管的含汽区段，即汽水混合物区段。经历这样的循环之后，完成了水受热、汽化的热力过程。在这一过程中，工质吸收的热量全被用来增加系统的热力学能。
循环回路的总高度H即为加热水区段和含汽区段之和，即
m (1)
三、实验仪器与设备
供热系统试验台。
图2 供热系统试验台的结构简图（略）
四、实验步骤
1. 掌握供热系统试验台的基本结构，了解燃料燃烧、烟气向水传热和水受热、汽化三个热力过程，重点掌握水受热、汽化热力过程。
、烟气、水蒸汽三种工质为例，对三者在热力过程中进行的能量与热量的守恒转换进行分析，从而更加深刻地掌握热力学基本定律。
3．水受热和汽化的热力过程
即蒸汽的生产过程，主要包括水循环和汽水分离过程。经过水处理的锅炉给水是由水泵加压，先流经省煤器而得到预热，然后进入汽锅。锅炉工作时，汽锅中的工质是处于饱和状态下的汽水混合物。位于烟温较低区段的对流管束，因受热较弱，汽水工质的密度较大；而位于烟气高温区的水冷壁和对流管束，因受热强烈，相应地工质的密度较小，从而密度大的工质往下流入下锅筒，密度小的向上流入上锅筒，形成了锅水的自然循环。
此外，为了组织水循环和进行输导分配的需要，一般还设有置于炉墙外的不受热的下降管，借以将工质引入水冷壁的下集箱，再通