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化石能源

化石能源. 利用. 化石能源利用途径及趋势. 内燃机. 燃气轮机. 蒸汽锅炉. 燃料电池. 从目前可开采的资源，煤炭最多。发展趋势是通过煤气化进行多途径转化， CO 2 捕获与封存是利用煤炭的关键，氢能是化石能源最清洁的直接转化。. 从煤炭到石油到天然气，是一个低碳化过程。燃烧产生热能是利用化石能源最基本的过程. 化石能源转化的基本能量形式. 热能. 机械能 （动能）. 电能. 支撑我们的日常生活、交通运输、工业生产、商业活动. 能量是可以互相转化的 转化过程能量是守恒的. 势能. 动能 + 势能. 热能. 动能. 热能转化及利用. 太阳能.

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Presentation Transcript

  1. 化石能源 利用

  2. 化石能源利用途径及趋势 内燃机 燃气轮机 蒸汽锅炉 燃料电池 从目前可开采的资源，煤炭最多。发展趋势是通过煤气化进行多途径转化，CO2捕获与封存是利用煤炭的关键，氢能是化石能源最清洁的直接转化。 从煤炭到石油到天然气，是一个低碳化过程。燃烧产生热能是利用化石能源最基本的过程

  3. 化石能源转化的基本能量形式 热能 机械能 （动能） 电能 支撑我们的日常生活、交通运输、工业生产、商业活动

  4. 能量是可以互相转化的 转化过程能量是守恒的 势能 动能 + 势能 热能 动能

  5. 热能转化及利用

  6. 太阳能 燃烧产生热能 天然气 柴油 化学能 煤炭

  7. 热的本质与传递 所有的物质都是由原子构成的，这些原子是一些小小的粒子，它们一直不停地运动着。但原子本身并不稳定，不能以孤立的原子存在，而要通过化学键结合形成稳定的分子形式存在。 如果把苹果放大到地球多样大，那么苹果中的原子就差不多有原来的苹果那样大

  8. 氧 氢 放大10亿倍的水 总是在不停地摇晃跳动—热运动 但彼此吸引“粘在一起” 加热水滴，跳动就增加，水分子之间的空隙也增大，进一步提高加热温度，当分子间的引力不足以将彼此拉住时，水分子飞散了，变成水蒸汽。 热运动 冷却水滴，水分子的跳动逐渐减小，变成冰后成为“刚性的”晶体，但水分子仍都在适当的位置上振动。

  9. 水的蒸发 热茶水不断蒸发降低温度 冷的湿衣服不断接受太阳能量，使水分蒸发晒干。 当水和空气温度一样时，水中一些运动快的分子被“踢”出水面，蒸发了，并带走能量；同时，空气中又有水分子“飞”回到水面，带入能量，达到平衡，温度恒定

  10. 碳在氧气中燃烧放出热量 力和运动 氧 碳 化学反应是旧键的断裂和新键的形成，总是伴随能量的变化。 C O2 ＋

  11. 热的传递 物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递。 导热 对流 由于流体的宏观运动，从而流体各部分之间发生相对位移、冷热流体相互掺混所引起的热量传递过程。 物体通过电磁波来传递能量的方式称为辐射。物体会因各种原因发出辐射能，其中因热的原因而发出辐射能的现象称为热辐射。 热辐射

  12. 炼油厂燃料油生产系统 汽油 催 化 常 减 压 重 整 加 氢 裂 化 原油 焦 化 加 氢 精 制 柴油

  13. 煤气生产及利用

  14. 生活用热 煤的干馏 煤气灶 煤气 工业用热 煤焦油 焦炭 加热炉 焦炭用于炼铁高炉 焦油进行炼制 煤在隔绝空气加热生成焦炭、煤焦油和煤气等

  15. 炼焦过程

  16. 蒸汽生产及利用

  17. 5.蒸汽的产生过程 未饱和水状态 水的定压加热过程 未饱和水状态 饱和水状态 湿饱和蒸汽状态 干饱和蒸汽状态 过热蒸汽状态 饱和水的汽化阶段 水的预热阶段 过热阶段 水蒸汽的定压生成过程

  18. 蒸汽锅炉 蒸汽出口 热 量 传 递 水进口 排烟 空气和燃料进口 燃烧室 蒸发管 燃料燃烧发出热量传给管壁，管壁将热量传给水，使水加热蒸发变成蒸汽 水在加热管中的蒸发过程

  19. 蒸汽在造纸厂应用 蒸煮 造纸工艺 蒸汽 烘干 蒸汽锅炉

  20. 蒸汽在宾馆、学校应用 浴室 宾馆 食堂 大学

  21. 锅炉蒸汽（热水）供暖系统

  22. 机械能转化及利用

  23. 力与做功 S F 人力 用力F推动一个物体移动一段距离S所做功W为： W = F · S 畜力

  24. 气体特性及膨胀做功 气体特性 当一定量气体在固定容积内被加热时，压力随温度 的升高而升高。反之，如保持压力不变，则容积随温度升高而增大。 理想气体状态方程： pv=RT 加热气体膨胀做功 无数运动的气体分子产生动能对活塞施加压力

  25. 蒸汽机 瓦特蒸汽机 纽可门蒸汽机

  26. 蒸汽轮机 高温高压的蒸汽推动蒸汽轮机的叶片膨胀做功

  27. 内燃机 火花塞 阀门关闭 阀门关闭 进气阀关闭 排气阀打开 排气阀 关闭 进气阀打开 火花塞 点火 空气-燃料 混合物 废气 燃烧室 活塞 连杆 曲轴 进气 空气-燃料混合物被吸入 压缩 空气-燃料混合物被压缩 做功 膨胀推动活塞向下 排气 活塞推动排出废气

  28. 燃气轮机

  29. 蒸汽机与内燃机录像

  30. 热力学 热力学是一门研究能量及其转换的科学，它能预测物质状态变化的趋势，并能用来研究伴有热效应系统的平衡

  31. 热力学第一定律 自然界中一切物质都具有能量，能量不可能被创造，也不可能被消灭；但能量可以从一种形态转变为另一种形态；在能量的转化过程中，一定量的一种形态的能量总是确定地相应于一定量的另一种形态的能量，能的总量保持不变。

  32. 热力学第二定律 卡诺说法，1824年：凡有温度差的地方都能产生动力 克劳修斯说法，1850年：热不可能自发地、不付代价地、从低温物体传至高温物体。 开尔文说法，1851年：不可能制造出单一热源吸热，使之全部转化成为功而不留下其他任何变化的热力发动机。 热力学第二定律也可表达为：能量的流动总是从集中到分散，从能量高向能量低的方向传递，在传递的过程中总会有一部分能量成为热能释放出去。

  33. 卡诺循环热效率 ηk＝1－T2/T1 （1）卡诺循环的热效率只决定于高温热源和低温热源的温度，也就是工质吸热和放热时的温度； （2）卡诺循环的热效率只能小于1，这就是说，在循环发动机中不可能将热能全部转化为机械能； （3）当T1=T2时，循环的热效率为零。要利用热能来产生动力，一定要有温度高于环境的高温热源。

  34. 发电

  35. 汽轮机 蒸汽 燃煤发电厂原理 汽水混合物 煤和空气进入锅炉炉膛内燃烧放出热量，通过传热将锅炉内的水加热至过热蒸汽，蒸汽在汽轮机内膨胀做功推动汽轮机旋转运动，汽轮机通过连接轴带动发电机转子旋转，切割磁力线发电。蒸汽在汽轮机膨胀做功后的乏气在冷凝器中被冷凝成水，然后通过水泵压入锅炉内，开始再一次的循环。 水 朗肯循环

  36. 天然气发电联合循环系统

  37. 燃烧产生热 热膨胀做功 带动发电机 热能 机械能 电能 实现化石能源转化利用的关键因素有哪些？ 哪些理论和技术创新起了重要的作用？

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