流體網(wǎng)絡(luò)理論在火電機(jī)組熱力系統(tǒng)分析中的應(yīng)用

目錄

前言

第1章 緒論 1

1.1 火電機(jī)組熱力系統(tǒng)分析 1

1.2 熱力系統(tǒng)的分析方法 2

1.3 流體網(wǎng)絡(luò)的研究背景 5

1.4 基于流體網(wǎng)絡(luò)理論的熱力系統(tǒng)分析方法 7

第2章 基于流體網(wǎng)絡(luò)理論的熱力系統(tǒng)流體網(wǎng)絡(luò)模型的建立 8

2.1 流體網(wǎng)絡(luò)的基本理論 8

2.1.1 流體網(wǎng)絡(luò)理論的概念 8

2.1.2 流體網(wǎng)絡(luò)理論的發(fā)展 8

2.1.3 流體網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和研究方法 9

2.1.4 流體網(wǎng)絡(luò)理論存在的問(wèn)題 9

2.2 熱力系統(tǒng)流體網(wǎng)絡(luò)的等值電路模型 10

2.2.1 熱力系統(tǒng)熱平衡圖 10

2.2.2 熱力系統(tǒng)等值電路模型所做的假設(shè) 12

2.2.3 熱力系統(tǒng)的流體網(wǎng)絡(luò)等值電路建模 12

2.3 基于等值電路模型的熱力系統(tǒng)流體網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型 15

2.3.1 基爾霍夫定律 15

2.3.2 熱力系統(tǒng)流體網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型 16

2.3.3 數(shù)學(xué)模型結(jié)果驗(yàn)證 18

2.4 變工況條件下熱力系統(tǒng)流體網(wǎng)絡(luò)模型的建立 26

2.4.1 流阻變化 27

2.4.2 壓力變化 30

2.4.3 支路變化 38

2.5 本章小結(jié) 41

第3章 基于流體網(wǎng)絡(luò)理論的熱力系統(tǒng)焓值分布模型的建立 43

3.1 再熱、回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)的熱力學(xué)分析 43

3.2 熱力系統(tǒng)熱效率分析模型的建立 44

3.2.1 汽輪機(jī)各級(jí)段熱效率模型 44

3.2.2 給水泵流量-焓增模型 49

3.2.3 給水泵流量-揚(yáng)程模型 49

3.2.4 熱力系統(tǒng)焓值分布模型 50

3.2.5 模型驗(yàn)證 51

3.3 有效度計(jì)算及分析 55

3.4 本章小結(jié) 59

第4章 變工況條件下焓值分布和循環(huán)有效度的計(jì)算 60

4.1 流阻變化 60

4.2 壓力變化 62

4.2.1 水泵揚(yáng)程變化 62

4.2.2 節(jié)點(diǎn)壓力變化 68

4.3 支路變化 69

4.4 本章小結(jié) 71

第5章 熱力系統(tǒng)增加0號(hào)高加的算例 72

5.1 增加0號(hào)高加的熱力系統(tǒng)模型 72

5.1.1 等值電路模型 72

5.1.2 數(shù)學(xué)模型 72

5.1.3 焓值分布模型 75

5.2 計(jì)算結(jié)果及分析 76

5.2.1 100%THA工況計(jì)算結(jié)果 76

5.2.2 75%THA工況計(jì)算結(jié)果 80

5.2.3 50%THA工況計(jì)算結(jié)果 83

5.2.4 40%THA工況計(jì)算結(jié)果 87

5.2.5 30%THA工況計(jì)算結(jié)果 90

5.2.6 計(jì)算結(jié)果分析 94

5.3 本章小結(jié) 96

參考文獻(xiàn) 97

附錄 103

本書是作者從事火電機(jī)組熱力系統(tǒng)分析方法研究的成果總結(jié)。區(qū)別于循環(huán)函數(shù)法、等效焓降法等傳統(tǒng)方法，書中將流體網(wǎng)絡(luò)理論引入熱力系統(tǒng)分析，將熱力系統(tǒng)分析分解為流體網(wǎng)絡(luò)分析和基于流體網(wǎng)絡(luò)計(jì)算結(jié)果的焓值分布分析兩個(gè)層面。該方法可用于熱力系統(tǒng)變工況計(jì)算，適用于熱力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析和技術(shù)改造。

本書是在長(zhǎng)春理工大學(xué)研究生講義的基礎(chǔ)上補(bǔ)充、修改而成，是作者教學(xué)工作的心得和部分科研工作的總結(jié)。書中主要討論溶液熱力學(xué)、相平衡熱力學(xué)、化學(xué)平衡熱力學(xué)、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)及非平衡態(tài)熱力學(xué)。在經(jīng)典的熱力學(xué)中，主要闡述采用熱力學(xué)理論與數(shù)學(xué)工具處理材料制備過(guò)程中的熱力學(xué)問(wèn)題；在統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)中，側(cè)重于微觀狀態(tài)與宏觀過(guò)程的聯(lián)系，進(jìn)而推算材料制備過(guò)程體系的熱力學(xué)性質(zhì)；在非平衡態(tài)熱力學(xué)中，主要討論非平衡態(tài)熱力學(xué)的思路及處理材料問(wèn)題的方法。其中，“Al2O3透明陶瓷晶界濃度分布的非平衡態(tài)熱力學(xué)分析”等內(nèi)容為作者研究工作的總結(jié)。

《化學(xué)熱力學(xué)及其在材料學(xué)中的應(yīng)用》是在長(zhǎng)春理工大學(xué)研究生講義的基礎(chǔ)上補(bǔ)充、修改而成，是作者教學(xué)工作的心得和部分科研工作的總結(jié)。書中主要討論溶液熱力學(xué)、相平衡熱力學(xué)、化學(xué)平衡熱力學(xué)、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)及非平衡態(tài)熱力學(xué)。在經(jīng)典的熱力學(xué)中，主要闡述采用熱力學(xué)理論與數(shù)學(xué)工具處理材料制備過(guò)程中的熱力學(xué)問(wèn)題；在統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)中，側(cè)重于微觀狀態(tài)與宏觀過(guò)程的聯(lián)系，進(jìn)而推算材料制備過(guò)程體系的熱力學(xué)性質(zhì)；在非平衡態(tài)熱力學(xué)中，主要討論非平衡態(tài)熱力學(xué)的思路及處理材料問(wèn)題的方法。其中，“透明陶瓷品界濃度分布的非平衡態(tài)熱力學(xué)分析”等內(nèi)容為作者研究r作的總結(jié)。

第1章導(dǎo)論1

11熱力學(xué)的起源1

12化學(xué)熱力學(xué)的特點(diǎn)及其解決的問(wèn)題2

121特點(diǎn)2

122解決的問(wèn)題2

13經(jīng)典熱力學(xué)的局限性及其面臨的挑戰(zhàn)2

14熱力學(xué)關(guān)系式3

141固定組成體系3

142組成變化體系5

143單相化學(xué)反應(yīng)體系5

第2章溶液熱力學(xué)7

21理想溶液7

22超額函數(shù)8

23正規(guī)溶液模型10

24正規(guī)溶液派生模型12

241亞正規(guī)溶液模型12

242準(zhǔn)正規(guī)溶液模型13

25擬化學(xué)理論13

26威爾遜局部組成模型15

261局部分子分?jǐn)?shù)15

262威爾遜方程16

27非隨機(jī)雙液（NRTL）理論19

28UNIQUAC方程21

29UNIFAC方程23

210范拉溶液理論24

211沃爾（Wohl）方程26

212締合溶液理論27

第3章相平衡熱力學(xué)30

31相律30

311相律表達(dá)式30

312相律的推導(dǎo)30

32材料相平衡31

321單組分體系31

322二組分體系31

323三組分體系32

324多組分體系33

33材料相變33

331材料相變過(guò)程的熱力學(xué)條件33

332材料相變自由能34

333材料相變過(guò)程推動(dòng)力34

334材料相變的熱力學(xué)特征35

335材料相變理論37

34材料相圖熱力學(xué)40

341由相圖計(jì)算材料熱力學(xué)量41

342材料相圖計(jì)算原理與途徑43

343由自由能公切線繪制材料相圖44

344材料相圖計(jì)算方法50

第4章化學(xué)平衡熱力學(xué)56

41化學(xué)平衡56

42化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度57

43同時(shí)平衡體系62

431同時(shí)平衡62

432關(guān)于內(nèi)在的濃度限制條件64

433組分?jǐn)?shù)與元素?cái)?shù)66

44化學(xué)平衡體系計(jì)算的線性代數(shù)方法68

441原子矩陣68

442化學(xué)計(jì)量系數(shù)矩陣70

443吉布斯化學(xué)計(jì)量規(guī)則74

45物質(zhì)的量的變化及質(zhì)量作用定律的矩陣描述77

46材料制備過(guò)程化學(xué)反應(yīng)平衡組成計(jì)算79

461平衡組成計(jì)算方法79

462迭代法計(jì)算平衡組成81

第5章統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)85

51統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)基本概念與基本假設(shè)85

511粒子體系的分類85

512能級(jí)與粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)86

513能級(jí)分布與狀態(tài)分布87

514微觀狀態(tài)與宏觀狀態(tài)88

515等概率假設(shè)89

52最可幾統(tǒng)計(jì)方法90

521玻爾茲曼分布90

522粒子的配分函數(shù)93

523最可幾分布與平衡分布93

524費(fèi)米狄拉克分布94

525玻色愛(ài)因斯坦分布95

526三種分布公式的比較97

53粒子典型運(yùn)動(dòng)形式的配分函數(shù)98

531平動(dòng)配分函數(shù)98

532振動(dòng)配分函數(shù)99

533雙原子分子的轉(zhuǎn)動(dòng)配分函數(shù)100

534核配分函數(shù)102

535電子配分函數(shù)102

54統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)在推算材料熱力學(xué)性質(zhì)中的應(yīng)用103

541等同粒子體系104

542可分辨粒子體系106

543粒子不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的熱力學(xué)性質(zhì)107

544材料制備過(guò)程體系平衡常數(shù)的推算110

55系綜方法110

551系綜111

552微正則分布112

553正則系綜113

554正則分布113

555正則配分函數(shù)與分子配分函數(shù)116

556正則分布的熱力學(xué)函數(shù)118

557巨正則系綜120

第6章非平衡態(tài)熱力學(xué)125

61引言125

611非平衡態(tài)熱力學(xué)的發(fā)展史126

612熱力學(xué)狀態(tài)、定律與不可逆過(guò)程129

62非平衡態(tài)熱力學(xué)基礎(chǔ)130

621局域平衡假設(shè)130

622恒算方程132

623熵產(chǎn)生和熵流135

624熱力學(xué)發(fā)展三個(gè)階段137

63線性非平衡態(tài)熱力學(xué)138

631線性唯象方程138

632熱力學(xué)第二定律對(duì)唯象系數(shù)的限制140

633唯象系數(shù)的對(duì)稱性質(zhì)141

634Onsager倒易關(guān)系的推導(dǎo)143

635非平衡定態(tài)146

64非線性非平衡態(tài)熱力學(xué)154

641Lyapounov穩(wěn)定性理論154

642熵產(chǎn)生的時(shí)間變化率157

643非平衡定態(tài)的穩(wěn)定性160

65耗散結(jié)構(gòu)理論163

651引言163

652自組織現(xiàn)象與耗散結(jié)構(gòu)166

653分支現(xiàn)象167

654耗散結(jié)構(gòu)熱力學(xué)169

66非平衡態(tài)熱力學(xué)在材料制備中的應(yīng)用171

661擴(kuò)散171

662擴(kuò)散與熱傳導(dǎo)的耦合174

663擴(kuò)散和化學(xué)反應(yīng)的定態(tài)耦合176

664稀土氧化物在Al2O3透明陶瓷晶界濃度分布的非平衡態(tài)熱力學(xué)

分析178

參考文獻(xiàn)183