热工热力基础知识

一、热工基础知识

千卡=卡路里 千卡=大卡 1千卡=1000卡 1千焦=1000焦耳

1千卡1大卡1卡路里＝1000卡

1千卡/1大卡/1卡路里（kcal）=4.186千焦（kJ） 1卡＝4.186焦耳

1度电=860大卡=3600千焦（kJ） 每1千瓦时是1度电

1m³天然气热值在8400-8700大卡之间根据成分区隔，一般取8600大卡； 标准煤的热值1公斤为：5000大卡 1公斤柴油热值：10200大卡 1公斤液化气热值：10800大卡 1m³人工煤气热值：3500大卡

电锅炉热效率：95%；燃气锅炉效率：80%；煤锅炉效率：60%；均指瞬时燃烧效率，实际使用效率更低。

空气源热泵效率：冬季150%；春秋200%；夏季300%。

二、基础热工知识的认识

（1） 热力学第一定律（能量守恒定律）

在自然界中，一切物质都具有能量，能有各种不同的形式，它能够从一种形式转化为另一种形式，在转化中，能的总量永远保持不变，这就是能量守恒及转换定律。

这个定律不是从任何原则推论出来的。它是人类在生产实践中的经验总结，并经过无数次实验而被证实。这个定律说明能量不能无中生有，它适用于任何变化过程，例如：机械、热电磁、原子及原子核内化学、生物等变化过程。因此这是自然现象中一个最普通最基本的定律。

热力学第一定律可以表述为：在工质受热作功的过程里，工质自外界得到的热量应该等于它对外界作功所付出的能量与存在于工质内部的能量之和。实际上它是能量守恒及转换定律在热力学系统中的应用。

（2）热力学第二定律

热力学第一定律只告诉了我们热和功的转换关系，没有指明热量在什么情况下可以做功。热力学第二定律说明热能转换为机械能的条件，热的传递方向。

热力学第二定律有许多说法，归纳为以下两点

① 使热能全面而连续地转变成功是不可能的（也就是说效率100%不可能） ② 热量不能自发地从低温物体转移到高温物体

（3）比容与比热

① 比容是单位质量的物质具有的容积，单位是米3/千克（m3/kg）从定义上可知比容和密度相反，成反比。例如：水的比容为0.001m3/kg，换算式1升=1kg ② 比热是单位质量的物体，温度升高(或放出)一度所需的热量，称为质量比热。用符号C表示，单位为千焦/千克.开（kJ/kg.k） 例：水的比热为4.19kJ/kg.k(k为摄氏℃)

③ 1标准立方米的气体温度升高一度（或降低）1℃时所吸收（或放出）的热量称容积比热。以符号C’表示，单位为千焦/米3.开(kJ/m3.k) 例:空气/m3的容积比热为1.29*4.19kJ/m3. ℃

总结为1m3 空气加热1℃所需的热量为1.29*4.19KJ。

④热量和热功率及换算

热量是热能的一种度量，用符号（Q）来表示。物体含热量的多少，不

但与温度有关，而且与质量（重量）和性质（比热等）有关。公制单位一般采用兆焦、千焦、千卡，具体的关系换算： 1大卡（千卡kcal）=1000卡（cal）

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1兆焦=1000千焦（KJ）=10J 1卡（cal）=4.19焦耳（J） 1大卡（kcal）=4190焦耳（J） 1KW=859大卡（千卡）

⑤ 物质温度变化的热量计算公式如下： Q=cm(t2-t1)

式中Q—物体增加或减少的热量kcal(或千焦) M—物体的质量 千克 （水的重量Kg）

C—物体的比热 大卡/千克（或千焦/千克） T2—物体的终温℃ T1—物体的始温℃

根据前面所说的水的比热总结为：1公斤纯水温度升高1℃所需的热量为1大卡（千卡）或4.19千焦。

例：1000Kg纯水初始温度10℃，终止温度50℃，需加热量为

Q=1000×1×（t2-t1）=1000×1×（50-10）=40000大卡（kcal）

⑥燃料的热值：

凡是可以燃烧而产生大量热量且符合技术经济指标的物质，称之为燃料，其在单位质量中发出的热量我们称之为热值： 1m3天燃气=8500大卡（千卡） 1m3焦炉煤气=9550大卡（千卡） 1m3高炉煤气=880大卡（千卡） 1m3水煤气=2600大卡（千卡） 1Kg液化气≈10800大卡（千卡） 1Kg柴油≈10200大卡（千卡） 1Kg煤≈5000-7000大卡（千卡）

⑦ 目前国内水电厂的能耗与排放

经核查我国目前火力发电，每发1度电的标煤消耗为0.357kg ，二氧化碳（CO2）排放0.997kg 碳（C）排放0.272kg