《热力发电厂》习题解答
《热力发电厂》习题解答
第一章 发电厂热力过程的理论基础
思考题及习题
1. 对发电厂热功转换效果做出全面正确的评价,为什么必须建立在热力学第一定律和第二定律基础之上?
答：热力学第一定律是从能量转换的数量关系来评价循环的热经济性；它可对各种理想循环进行分析，而实际的各种热力循环中都存在原因不同的不可逆损失，找出这些损失的部件、大小、原因、及其数量关系，提出减少这些不可逆损失的措施，以提高实际循环热效率就应采用以热力学第二定律为基础的方法来完成。因此对发电厂热功转换效果作出全面的评价，必须建立在热力学第一定律和第二定律 的基础之上。
2. 评价实际热力循环的方法有几种？它们之间有什么区别和联系？
答：评价实际热力循环的方法有两种：一种是热量法（既热效律法），另一种是火用 （ 或熵）方法。 热量法是以热力学第一定律为基础。用能量的基本特性提出热力循环能量转换的数量关系的指标，着眼于能量数量上的平衡分析，它主要通过计算各种设备及全厂的热效率来评价实际循环的优劣。这种评价方法的实质是能量的数量平衡。火用方法是以热力学第一，第二定律为依据，不仅考虑能量的数量平衡关系，也考虑循环中不可逆性引起作功 能力的损失的程度 。它是一种具有特定条件的能量平衡法，其评价的指标是火用效率，这种评价方法实质是作功能力的平衡。 两种方法之间的区别：热量着重法考虑热的数量平衡关系，而火用方法不仅考虑热的量，而且也研究其质的数量关系，即热的可用性与它的贬值问题。因此，两种方法所揭示出来的实际动力装置不完善性的部位、大小、原因是不同的。
3. 热量火用和工质火用的含义和区别？为什么说火用可作为一个状态参数？
答： 温度为T 的恒温热源释放热量q,则q 在热源温度T 和环境温度T en 之间实现卡诺 循环时所做的最大技术功，称为热量火用。在发电厂的绝大部分热力设备中，工质都是在稳定流动中，流体由状态（p 1,t 1）可逆的变到与环境状态（p en,t en ）相同时所做的最大技术功，称为工质火用，而两者均以环境状态为变化的基础，而只是热源的性质不同。
由火用的定义可见，当环境温度T en 为常数时，火用只是热源温度T 或工质进口状态（p 1,t 1）的函数。故火用也可做为一个状态参数。 4． 对同一热力过程，用热量法和火用方法进行计算，其热效率和火用效率为什么会不一样？试以节流过程为例说明。 答：热量法是以热力学第一定律（能量传递和转换的数量平衡关系）为基础，从能量的基本特性提出评价热力循环的指标，着眼于能量数量上的分析。火用方法是以热力学第一、二定律为依据，研究循环中的不可逆性引起的做功能力损失的程度。故热效率和火用效率的计算标准不同，故其计算结果也会不同。
对于节流过程用热量法计算的热效率为 %100%1000
??-=?=
p
p p p p Q Q Q Q Q η（其中p Q ?为节流过程中热量损失） 对于节流过程用火用方法计算的火用效率为 %100%100??-=?=
in
p in in out
ex
p e E e e e η
上式中p
p p T E en p ?-=?11
ln
4479.0[kj/kg.k]
5. 汽轮机膨胀过程中的不可逆性引起的热损失和火用损失是否相等？为什么？何者大？并在T-s 图上
表示之。
答：汽轮机膨胀过程中的不可逆性引起的热损失和火用损失是不相等。因为它们的计算方法不同。热量损失要较火用损失大
6. 写出发电厂几种典型的不可逆过程的火用损失和熵增的表达式 。
答：1）有温差的换热过程 火用损失)()1()1(q b a b
a en q
b en q a en d T T T T T d T T d T T E -=---
=? = s T T d T T T
T en b
q b en ?=?+?))((
[kj/kg]
熵增))((
b
q b T d T T T
s ?+?=?[kj/kg.k] 2） 有压降的绝热节流过程 火用损p
p p AR T E en ?-=?11
ln [kj/kg]
熵增p
p p AR s ?-=?11
ln
[kj/kg.k]
3） 两种介质混合过程
火用损E ?=T en [(m 1+m 2)S mix -m 1s 1-m 2s 2](kj/kg) 熵增=?s (m 1+m 2)S mix -m 1s 1-m 2s 2 [kj/kg.k] 7．
“传热温差越大，火用损越大“，这和传热学中”传热温差越大，传热效果越好“是否矛盾？为什么？
答：不矛盾。这是一种物理现象中两个不同研究方向。前者主要研究过程 的不可逆性大小，而后者则是研究换热量的大小。
8． 温差是造成换热过程中不可逆损失的原因，所以应尽量减少传热温差，试以发电厂热力过程、热力
系统和热力设备结构上的实际说明如何利用这一原理来提高热经济性的。 答： 如锅炉的打礁，过热器再热气的吹灰，以及凝汽器的清洗等
9． 朗肯循环若考虑汽轮机的相对内效率ηri 和水泵效率ηpu 时，汽轮机的绝对内效率ηi 如何用各点的
焓来表示？（T-s 图）
2、2’——汽轮机理想排汽焓和实际排汽焓 5、5’——甭出口的理想给水焓和实际给水焓 10． 热力发电厂主要有哪些不可逆损失？怎样减少这些过程的不可逆损失以提高热经济性？
答：主要不可逆损失有
1） 锅炉内有温差换热引起的不可逆损失；可通过炉内打礁、吹灰等措施减少热阻减少不可逆性。 2） 主蒸汽中的散热和节流引起的不可逆性；可通过保温、减少节流部件等方式来减少不可逆性。 3） 汽轮机中不可逆膨胀引起的不可逆损失；可通过优化汽轮机结构来减少不可逆性。 4） 锅炉散热引起的不可逆损失；可通过保温等措施减少不可逆性。
5） 凝汽器有温差的换热引起的不可逆损失；可通过清洗凝汽器减少热阻以减少不可逆性。
11． 某一朗肯蒸汽循环，汽轮机进汽参数为：p 0=3.495Mpa,温度为t 0=435℃,排气压力p c =4.99Mpa,环境温
度为t en =0℃，环境压力为p en =0.0998Mpa,试求： （1） 朗肯循环的热效率；
（2） 同温限的卡诺循环的热效率；
（3） 该朗肯循环与温限、吸热量相同的卡诺循环相比熵增及火用的损失？ 解：根据机组参数查焓熵图和水蒸汽图 表可得
h 0=3310 kj/kg h c =2110 kj/kg h c ‘
=133.7 kj/kg t c ’=32.90 kj/kg s c =7.0 kj/kg s 1‘=0.4762 kj/kg.
（1） 郎肯循环的热效率为
c tc h h hc h '00--=
η=7
,137********
3310--=0.378
（2）同温限卡诺循环热效率为
1
1T Tc
tc -
=η=1-(32.9+273)/(435+273)=0.568 （3）对卡诺循环：熵增为
k kg kj T c h h s ./48.4237
4357
.1373310'0=+-=-=?
火用损失为k kg kj s T E en ./04.122348.4237=?=?=? （4）对朗肯循环
熵增为=-=?'
1s sc s 7-0.4762=6.5238kj/kg.k
火用损失为k kg kj s T E en ./99.178********.6=?=?=? 12．
某一火力发电厂按朗肯循环工作，已知汽轮机的参数p 0=8.99Mpa,温度为t 0=535℃,排气压力p c =4.99Mpa,不计水泵的焓升，试求：
（1） 此理想朗肯循环的平均吸热温度和平均放热温度；
（2） 用平均吸热温度和平均放热温度的概念求理想 循环的热效率； 解：
（1） 由焓熵图可查的
h 0=3310 kj/kg h c =2065kj/kg t c =32.90℃ s ‘
2=6。75kj/kg 由饱和水蒸汽表查得
h ’1=137.7kj/kg.k s ’1=0.4762 kj/kg. 故平均吸热温度为 K T T T T Tave c
c 93.516)2739.32273
535ln(9
.325351)
ln(00=++--=-=
平均放热温度为 T=t+273=32.9+273=305.9K (2)理想循环的效率为
Tave
T tc 2
1-
=η=1-305.9/516.93=40.8% 13 若某发电厂锅炉出口的蒸汽参数p b =16.978Mpa,t b =550℃,p fw =16.978Mpa,t fw =33℃,锅炉燃烧平均温度
为2000K ，锅炉效率b η=0.91，若环境压力为p en =0.0998Mpa ，环境温度为10℃，试求: 锅炉进口的工质火用，并用火用方法求锅炉的火用损失和火用效率。 解：
查饱和水与过热蒸汽表得
h fw =153.49 kj/kg s fw =0.479 kj/kg.k h en =42.1kj/kg s en =0.1510kj/kg.k
故工质进口火用为
e in =(h fw -T en s fw )-(h en -T en s en )
=(153.49-283.?0.472)-(42.1-283?0.1510) =20.25kj/kg
由焓熵图查得出口工质的焓熵值 h b =3435kj/kg s b =6.4kj/kg.k 故工质出口火用为 e out =(h b -T en s b )-(h en -T en s en )
=(3435-283?6.4)-(42.1-283?0.1510) =1523.8kj/kg 产生1kg 蒸汽所需的热量为
91
.049
.1533435-=
-=
b
fw
b b h h q η=3606.05kj/kg
锅炉热源的热量火用为
b q q e =(1-Ten/Tg)=3606.5?0.91? (1-283/2000) =3095.8kj/kg
锅炉火用损失为 ?e b =e q +e in -e out =3095.8+20.55-1623.8=1492.55kj/kg 锅炉火用效率为 =+=+=
55
.208.30958
.1623in q out ex
b e e e η
52.10%
14. 若已知p b =3.9Mpa,t b =450℃,p 0=3.4Mpa,t 0=435℃,试计算每千克蒸汽在主蒸汽管道中的火用损失，并将
此火用损失在 T-s 图上表示出来。 解：根据参数在焓熵图中查得
h b =3335kj/kg s b =6.96kj/kg.k h 0=3305 kj/kg s 0=7.0kj/kg.k 锅炉出口蒸汽火用值为
e b =(h b -T en s b )-(h en -T en s en ) 汽轮机进口蒸汽火用值为 e 0=(h 0-T en s 0)-(h en -T en s en ) 故主蒸汽管道中火用损失 ?e p =(h b -T en s b )-(h 0-T en s 0)
=(h b -h 0)-T en (s 0-s b )=(3335-3305)+T en (7.0-6.96) =30+0.047T en
15. 将3kg95℃的水与2kg20℃的水混合，其最后温度必趋于一致，试以火用方法计算混合引起的火用损失。 解: 95℃水的焓熵值为 h 1=377.0kj/kg s 1=1.1925kj/kg.k e 1=(h 1-T en s 1)-(h en -T en s en )
20℃水的焓熵值为 h 2=84.0kj/kg s 2=0.2963kj/kg.k e 2=(h 2-T en s 2)-(h en -T en s en ) 混合后水的焓熵值为
h=(m 1h 1+m 2h 2)/(m 1+m 2)=(3?337+2?84.0)=259.8kj/kg s=0.8929 kj/kg.k
混合后水的火用值为 e=(h-T en s)-(h en -T en s en ) 混合后水的火用损失为?e =m 1e 1+m 2e 2-(m 1+m 2)e
=3(h 1-T en s 1)+2(h 2-T en s 2)-5(h-sT en ) =3?337+2?84.0-5?272.1-T en (3s1+2s2-5s) =0.2944T en
第二章 凝汽式发电厂极其热经济性
思考题及习题
1. 为什么纯凝汽式汽轮发电机的汽耗率小于回热式汽轮发电机的汽耗率,而热耗率则大于回热式？
答：在机组功率相同的条件下，由于回热抽汽的作功不足使机组的发电功率减少,若保持功率不变，
则必需增大机组的汽耗量D 0 和汽耗率d 0。 回热式汽轮发电机组的 g
m i r
q ηηη3600
0=
[kj/kw.h]
纯凝汽式汽轮发电机组的 g
m i co q ηηη3600
=
[kj/kw.h]
因为i i
r ηη
> 所以 q 0 减少了冷源损失，提高了给水温度，与纯凝汽机组相比热耗率q 0降低，提高了热经济性。 2． 回热与回热再热实际循环热效率及其它一些热经济指标的计算有何异同之处？ 答：机组采用回热再热与只采用回热时的热经济指标计算其不同点就是在机组的焓降中增加了中间再 热量rh q ?，计算式的其它表达方式完全相同。 3 用热量法和火用方法计算发电厂热功转换过程的损失和热经济性，结果有何不同？ 用热量法和火用方法计算电厂的总热效率和总火用效率值基本相同,但不同方法计算的各部位损失的大小和方向不同。用热量法计算时,汽轮机的冷源损失?Qc,是所有热损失中最大的,而锅炉的换热损失则较小,而用火用方法计算时其火用损失最大处是在锅炉而不是在凝汽器中的火用损失，这主要是因为锅炉内存在巨大的换热温差?T b 所导致锅炉的?E b 远大于?E t 和?E c .因此要提高电厂的经济性，必须设法降低电厂能量转换过程中各环节的不可逆性,特别是减少锅炉的巨大的换热温差?T b 。 4 简述凝汽式电厂的热经济指标中那几个是主要的？它们之间的关系是什么？ 答： 凝汽式发电厂的热经济性指标主要的有: 汽耗(量、率)、热耗(量、率)、 煤耗(量、率) 和全厂毛、净效率等。其中汽轮发电机组的q 0发电厂的ηcp , ηn cp ,和b s ,b s n 为主要热经济指标。它们之间具有互换计算的关系。 5 为什么说标准煤耗率是一个较完善的热经济指标？ 答：由煤耗率的表达式b=3600/Q b ηcp kg/(kw.h)可看出煤耗率除与全厂热效率η cp 有关外,还与煤的低 位发热量Q b 有关,为使煤耗率能作为各电厂之间的比较指标，采用了”标准煤耗率”b s 作为通用的热经 济指标,即b s =3600/29270ηcp ,由于ηcp 反映了能量转换的全过程,故标准煤耗率是一个较完善的热经济指标。 6 在什么条件下可用汽耗率来衡量电厂的热经济性？什么条件下不能用汽耗率来衡量？ 答：汽耗率的表达式为 d=3600/ωi η m =3600/q 0ηi ηm (ωI 为1kg 新汽实际做的功量)由表式可看出,汽耗率不直接与热效率有关,而主要取决于1kg 新汽实际做的工量ωI ,所以只有当q 0一定时,d 才能作为热经济指标,否则不能。 7 试以汽轮机理想焓降H 0，凝汽器热损失q ca =h ca -h wc 和ηri 、ηg 、ηm 表示简单凝汽式汽轮机组的热耗率q 0，说明q 0与上面各因素的关系。 答：简单凝汽式汽轮机组的热耗率为q 0=3600/ηri η m ηt ηg [kj/kw.h] 理想循环的热效率为ηt =H 0/H 0+q ca 代入上式可得 g ri m wc ca g m ri ca H h h H H q H q ηηηηηη00000) (3600)(3600-+=+= 由上式看出,理想焓降越大,则q 0越小,且q 0随给水焓的提高及各热效率的提高而减少。 8. 一台200MW 汽轮发电机组，若热耗率下降4.1816kj/(kw.h)，年运行小时数n=6000h ，试问一年节约 多少标准煤? 解: 一台200MW 汽轮发电机组一年的发电量为 W=(200?106 ?6000?3600)/(3600?1000)=12?108 (kw.h) 故一年内节约标准煤 B ?=(W ?4.1816)/Q l =12?108?4.1816/29280=171.44吨 9. 凝汽式发电厂的热效率由六项分效率连乘而得，每一部分将造成热损失，这些热损失占全厂热损失的百分数是否是各项分效率？各部分的百分数和各项分效率的用处有和不同？ 答：热损失占全厂热耗量的百分数不是各项分效率。各部分损失的百分数用 于表明各部分热量损 失的大小，而各项分效率表明各部分能量转换或传递能量的完善程度。 10． 某凝汽式发电厂的热耗率为10764.3kj/(kw.h)，生产过程中每发1kw.h 电各处的损失为：锅炉设 备971.3kj 、主蒸汽管道96.3kj 、凝汽器4777.14kj 、机械损失113kj 、发电损失75.4kj 。试求发电机组的绝对内效率和发电厂的效率 汽轮发电机组的绝对内效率为 %79.487 .963.9713.107644 .7511314.477711=--++- =?-?-?+?+?- =p b cp g m c i q q q q q q η 发电厂的效率为 % 95.433 .107644 .7511314.47773.963.9713.10764=-----= ?-?-?-?-?-= cp g m c p b cp cp q q q q q q q η 11.若汽轮发电机组按朗肯循环工作，有关参数为p b =13.83Mpa 、t b =540℃、p 0=12.75Mpa 、t 0=535℃、 p c =0.0049Mpa 、ηb =0.88、ηri =0.86、ηg =0.985、ηm =0.985、ζap 不计泵效率。 （1） 试求下列各经济指标： 1） 汽轮发电机组的汽耗量、汽耗率、热好量、和热耗率； 2） 锅炉设备的热耗量、煤耗量； 3） 发电厂的热耗量、热耗率、热效率、和标准供电煤耗率； （2）讨论这些指标之间的关系，指出那些指标是较完善的，为什么？ 解：根据锅炉和汽轮机的参数，从水蒸汽表及焓熵图中查得 h b =3440kj/kg h 0=3430 kj/kg h ca =2005 kj/kg h wc =136.5 kj/kg (1) 汽轮发电机组的经济指标 汽耗量 g m ri ca el h h P D ηηη)(36000-= =985 .0985.086.0)20053430(1000 2003600???-?? =605545（kg/h ） 汽耗率 d 0=D 0/P el =605545/200000=3.03[kg/(kw.h)] 热耗量 Q 0=D 0(h 0-h wc )=605545? (3430-136.5 )=1994.6?106 (kj/h) 热耗率 q 0=d 0(h 0-h wc )=3.00? (3430-136.5)=9971.8[kj/kw.h] (2)锅炉设备的热经济指标 b b b hwc h D Q η)(0-= =88 .0)5.1363440(605545-=2273.20?106 (kj/h) 标准煤耗量 B=Q b /Q l =2273.20?106 /29270?10=77.6t/h (3)发电厂主要热经济指标 管道效率 wc b wc p h h h h --=0η =(3430-136.5)/(3440-136.5)=0.9969 热耗率 o b cp q q ηη0 == 88 .09969.08 .9971?=11366.83[kj/kw.h] 热耗量 Q cp =BQ l =2273l.20?106 (kj/h) 热效率 cp el cp Q p 3600= η=l el BQ p 3600=3600/q cp =3600/11366.83=0.317 发电标准煤耗量 cp s b η123 .0= =0.123?103 /0.317=388[g 标准煤/kw.h] 标准供电煤耗率 ab s ab s n b P P B b ζ-=-=1=388/(1-0.07)=417[g 标准煤/kw.h] 12. 某凝汽式发电厂共装有４台汽轮发电机组，其中３台容量为50MW,１台容量为100MW ，已知该厂的年 设备利用小时数为n=5500h/a ，假定全厂的总效率cp η=0.342，所用燃料的低位发热量为23446kj/kg 。 试求平均每昼夜所需的燃料量 解 4台机组的年发电总能量为 Qa =3Q 1a +Q 2a =(3?50?103 +100?103 )3600?5500=4.95?1012 kj 则平均每昼夜所需的燃料量为 3 12 310 23446342.03651095.410365????=?=l cp a Q Q m η=1691.3吨 13. 已知某汽轮发电机组的有关参数：p 0=3.34Mpa 、t 0=435℃、d 0=4.7kg/(kw.h)、t fw =150℃、p fw =4.9Mpa ， 若p b ηη=0.88，试求该机组的绝对电效率和电厂的煤耗率。 解： 根据锅炉和汽轮机参数，从水蒸汽表和焓熵图查得 h 0=3306kj/kg h fw =634.9kj/kg 汽轮发电机组的热耗率为 q 0=d 0(h 0-h fw )=4.7?(3306-634.9)=12554.17[kj/kw.h] 则发电厂的热耗率为 o b cp q q ηη0 = =12554.17/0.88=14266.10[kj/kw.h] 发电厂热效率 cp el cp Q p 3600= η=l el BQ p 3600=3600/q cp =3600/14266.10=0.252 发电标准煤耗量 cp s b η123 .0= =0.123?1000/0.252=487.4[g 标准煤/kw.h] 又l e p b cp ηηηη= 故该机组的绝对电效率为 p b cp el ηηηη==0.252/0.88=0.286 14 某电厂燃用 Q l =20515kj/kg 的煤，B=148.5?103 t/a ，发出电量 W=200?106 (kw/a)，厂用电率ap ζ=0.07， 试求供电的标准煤耗率 . 解 cp el cp Q p 3600= η=l el BQ p 3600 发电标准煤耗量 cp s b η123.0==el l P BQ 3600123.0= 3 3310 200360020515 10105.148123.0???? =0.520[kg 标准煤/kw.h] 标准供电煤耗率 ab s ab s n b P P B b ζ-=-=1=520/(1-0.07)=559.1[g 标准煤/kw.h] 15. 某凝汽式发电厂装有两台300MW 汽轮发电机组，年设备利用小时数n=6000h,机组的热耗率q 0=7954.9kj/(kw.h), ηp =0.98,ηb =0.91，全年供电W=337680万kW.h ，试求： （１） 厂用电率和供电标准煤耗率； （２） 平均每天烧的煤多少吨； （３） 若某项革新使机组的热耗率降低4.1868kj/kW.h ，全年节约多少标准煤？ 解 发电厂主要热经济指标 电厂热耗率 o b cp q q ηη0 = =7594.9/(0.91x0.98)=8920.04[kj/kw.h] 电厂热效率 cp el cp Q p 3600= η=l el BQ p 3600=3600/q cp =3600/8920.04=0.414 电厂供电热效率 6000 10300204.892010337683600600010236003 4 3??????=?=el cp n cp P q W η =0.379 cp cp n ab ab cp n cp ηηζζηη-=-=1) 1(故=1-0.379/0.404=0.063 发电标准煤耗率 cp s b η123 .0= =0.123?1000/0.404=304.45[g 标准煤/kw.h] 标准供电煤耗率 ab s ab s n b P P B b ζ-=-=1=304.45/(1-0.063)=325[g 标准煤/kw.h] (2) 全年能耗 == n cp a W Q η3600 379 .03600103376804?? 故平均每天烧煤1000 36522190379.03600 103376803654?????==l cp a a Q Q B η =3960.2(吨/天) (3) 全年共可节能 a Q ?=W ?q ’=337680?104 ?4.1868=1.41?1010 kj 则共可节约标准煤 a B ?=a Q ?/(29270?103 )=1.41?1010/(29270?1000)=482.85吨 16. 某300MW 汽轮发电机组，制造厂提供的机组保证热耗值为8331.7kj/(kW.h)，但由于各种原因 使的 在实际运行中热耗率为8345.55 kj/(kW.h)，若年利用小时数为6000h ，ηp =0.98,ηb =0.91问全年多耗标准煤多少吨？ 解 设计电厂热耗率 o b cp q q ηη0 = =8331.7/(0.91?0.98)=9342.57[kj/kw.h] 实际电厂热耗率 o b cp q q ηη0 , = =8345.55/(0.91?0.98)= 9358.10 [kj/kw.h] 故电厂热耗率值多耗 cp q ? =q cp ’-q cp =9358.10-9342.57=15.53[kj/kw.h] 机组的发电量为W=300?103 ?6000=1.8?109 (kw.h) 则全年多耗标准煤29270000 53 .15108.1102927093??=??=c q W m =955吨 17. 某电厂汽轮发电机组的功率为50MW ，p b =8.99Mpa 、t b =540℃、p 0=8.83Mpa 、t 0=535℃、p c =0.0049Mpa 、 ηb =0.88、ηri =0.86、ηg =0.98、ηm =0.97,不计水泵焓升，试求： （１） 发电厂的热效率； （２） 每发一度电，锅炉设备、新汽管道、凝汽器、汽轮发电机组的机械和发电机均有损失，指 出这些损失所占的百分数，并列出热平衡表 解 根据机组参数，从水蒸汽表和焓熵图中查得 h b =3485 kj/kg h 0=3475 kj/kg h ca =2065 kj/kg h wc =136.3 kj/kg 汽轮机理想循环的热效率 wc ca t h h h h --= 00η=3 .136******** 3475--=0.442 管道热效率 wc b wc p h h h h --= 0η=3 .13634853 .1363475--=0.997 故发电厂的热效率为 m g ri t p b cp ηηηηηηη==0.88?0.997?0.422?0.86?0.98?0.97=0.317 （2） 热平衡表为 第三章 热电厂极其热经济性 思考题及习题 1． “热电联合能量生产” 、“热化”、 “集中供热”的含义和特点是什么？ 答：“热电联合能量生产”是动力设备同时对外部供应电能和热能。而供热量是利用热变为功过程中工质的余热。其特点是先用高品位的热能发电，再用已做了部分功的低品位热能用于对外供热，这种联合生产过程符合按质用能的原则。达到“热尽其用”，提高了热利用率，使电厂的 热经济性大为提高。 “集中供热”是指由区域性锅炉房和热电厂通过大型热力网向某一区域很多热用户供热，其特点是较分散式节约了燃料减轻了对大气污染，这是由于高效率的锅炉取代了低效率锅炉的原因，在热电联产的基础上的集中供热称为热化。 ２．用T-S 图分析被压机和可调抽汽机组的热电联合生产循环热经济性提高的本质。 答：由T-S 以 i t ηη和 均为1，因为不仅q ch 冷源损失，它的ih η仍为1，同图（a 3.答：热电两种能量不仅形式不同而且质也不等价，正确反映热电厂生产过程中的完善性,实际焓降法、作功能力法。 上述三种方法,别，将不同参数蒸汽的供热量按等价处理，但使用上较为方便，得到广泛运用。而实际焓降法合作功能力法却不同程度的考虑了能量质量上的差别；供热蒸汽压力越低时，供热方面分配的热耗量越少，可鼓励热用户尽可能降低用气的压力，从而降低热价；但实际焓降法对热电联产的得到的热效益全归于供热，因而会挫伤热电厂积极性。而作功能力法具有较为完善的热力学理论基础，但使用上极不方便，因而后两种方法未得到广泛的应用。 4 热电厂的热经济指标是怎样表示的？它与凝汽式电厂热经济指标的表示方法有何异同？ 答：凝汽式发电厂的主要热经济指标为全厂热效率cp η,全厂热耗率为q cp ,和电厂标准煤耗率b cp s ,它们均能表明凝汽式发电厂能量转换过程的技术完善程度，且算式简明，三者相互联系，知其一可求其余两 个。 热电厂的主要热经济指标比凝汽式电厂复杂的多，其主要原因是热电联产汽流在汽轮机中先发电后再去供热；且电、热两种能量产品的质量不等价。作为热电厂的热经济指标应既能反映热电厂能量转换过程中的技术完善程度，又能反映电厂总的经济性；既便于在凝汽实机组间热电厂间进行比较，也应便于在凝汽式电厂热电厂间比较，而且要计算简便。遗憾的是迄今还没有满足上述要求的单一的热电厂用的热经济指标，只能采用热电厂总的热经济指标和热电厂分项计算的热经济指标来进行评价。 5. 为什么说热化发电率是评价供热设备的质量指标？供热返回水的流量和温度对供热循环的热化发 电率有什么影响？对整个循环的热经济性有何影响？ 答： 热化发电率ω决定于供热汽轮机得初参数、供热抽汽压力、给水温度、供热抽汽回水所通过的加热器级数、从热用户返回的凝结水百分率、水温、补充水温度、供热气流经通流部分的相对内效率、机械效率和发电机效率等。当初蒸汽参数及供热抽汽参数一定时，汽轮机中热变功的过程越完善、汽轮发电机的结构愈完善、热化发电率越高，故热化发率ω是评价热电机组技术完善程度的质量指标。供热返回水流量和温度的大小和高低对热电循环的回热抽汽量及总热耗量都有一定影响，因此会影响整个循环的热经济性。由热化发电率的公式可看出，供热返回水的流量和温度越高，则热化 发电率越高。 6. 为什么说热量法分配热电厂的总热耗量是将热化的好处全归于发电方面？ 答： 热量法是将热电厂总热耗量按生产两种能量的数量比例来分配的，汽分配到供热方面的热耗量 Q tp(h)主要是按电厂锅炉集中供热方法来计算的，且计算的Q tp(h)值是几种分配方法中最大者，相应发电方面的热耗量Q tp(e)=(Q tp - Q tp(h))是几种分配方法中最小者。所以，热量法是将热电联产的热经济效益全部分配到发电方面，故简称为“好处归电法”。 7. 热电厂燃料利用系数及其意义。它为什么不能作为热电厂的热经济指标？ 答：热电厂的燃料利用系数是指热电厂生产的电、热总能量与消耗的燃料能量之比： l tp h el tp Q B Q P += 3600η 从关系式中看出，它是热电厂能量输出与能量消耗之比，在输出能量中未考虑两种能量产品的品质差别，也不能表明电能和热能这两个生产过程的热经济性。在计算这一指标时，两种能量使用同一单位（热量单位）按等价量直接相加，因此这一指标只适用于表明热电厂燃料有效利用程度，是一个能量的数量指标，因此不能用它来比较两个热电厂间的热经济性。 8． 热电厂的燃料利用系数、热化发电率、热化发电比和热化系数的意义和用途 ? （1） 热电厂的燃料利用系数是指热电厂生产的电热能量与消耗的燃料能量之比： l tp h el tp Q B Q P += 3600η，它可用来比较热电厂与凝汽式电厂燃料热能有效利用程度的差别。 （2） 为表明热电联产设备的技术完善程度，采用以供热循环为基础的热化（热电联产）发电量的 指标，简称热化发电率ω，它是质量不等价的热电联产部分的热化发电量W h 与热化供热量Q ht 的比值,即ω= W h / Q ht （3） X= W h /W 称为供热机组的热化发电比。可用它分析热电机组生产电能是否节省燃料。 （4）供热机组供热抽汽的小时最大热化供热量 Q ht(m)，与小时的最大热负荷Q h(m)之比，为小时热化系数p α，既：p α= Q ht(m)/ Q h(m)。它不仅反应了联产能量系统中联产供热与分产供热的比例与其经济性。也可用于宏观控制地区热电联产和集中供热锅炉供热房供热发展的比例及其综合经济效益。 9． 热电联产为什么能节省燃料？节省燃料的条件是什么？如何计算？ 热电厂所以节省燃料主要是采用了热电联合能量生产的方式减少了冷源损失，以及集中供热，即由热电厂的大型高效锅炉代替效率较低的分产供热锅炉的结果。 热电联合能量生产虽能节省燃料，但由于一般供热式机组仍有凝汽流发电，热网 损失等不利因素，影响其燃料节省，因此燃料节省是有条件的。 （1） 热电厂生产电能燃料节省的条件。其计算式为： )]11 ([123 .0)()(---= ?X W W X W B c i h h i h g m p b e tp ηηηηηη )]11(1)11 [( 123.0)() (i c i c i g m b b h X Q ηηηηηηηω-- -= =)(X K H Q A h -ω (t/a) 式中A= g m p b ηηηη123 .0; H= ) (1 c i η; K= i c i ηη1 1 ) (- 系数A 基本上为一常数，H 和K 仅取决于热电厂和代替凝汽式电厂的蒸汽参数，热力系统及其 设备完善程度，一般这两个系数变化不很大，因X 可以在0-1之间变化，所以调节抽汽式汽轮机燃料节省主要取决于热化发电比X 的大小。其临界热化发电比为[X]=K/H ，此时热电联产凝汽流多耗燃料等于供热汽流节省的燃料。显然要使热电联产生产电能节省燃料必须满足X>[X]的条件。 （2） 热电厂生产热能节省燃料的条件。其计算式为 )1 1(29270)()()(hs p b d p d b h h tp Q B ηηηηη-= ? 由上式可见，热电厂供热节省燃料是因为锅炉效率一般大于分散锅炉效率)(d b b ηη>，但热电厂集中供热的热网损失使热电厂供热节约燃料降低，是多耗燃料的因素，要是集中热节省燃料，即)(h tp B ?>0,则热电厂供热节约燃料的条件为： p b d p d b bs ηηηηη) ()(> 10． 热化发电率ω增大是否一定节省燃料？ 答：热化发电率ω增大不一定能节省燃料；只有在参数为一定的情况下，热化发电率ω增大 才能节省燃料。 12. 为什么说在具有高参数大容量机组的大电网中设置中参数供热机组是不经济的？ 答：要使热电联产生产电能节省燃料，必须满足X>[x]的条件，[X]由ηi 和 ) (c i η确定，因此 它与热电厂和代替凝汽式电厂的蒸汽参数、热力系统及其热力设备的完善程度有关。当热电厂和代替凝汽式电厂具有相同得初参数时，其热化发电比[X]相当小时，即约为13%-15%时热电厂便开始节省燃料。当热电厂的蒸汽初参数比代替凝汽式电厂的蒸汽初参数低很多时，只有热化发电比[X]很大时，才开始节省燃料；由于热电厂的热负荷一般具有季节性，而热电厂在低热负荷时运行其X 值较小，所以不易取得经济效益。故在具有高参数大容量机组的大电网中设置中参数供热机组是不经济的。 13． 如何理解“热电联合能量生产”的燃料节省并不仅表现在联合能量生产本身范围内，还表现在整个能 量供应系统？ 答：由于热电厂电能的生产 采用联合能量生产方式，减少了冷源损失，以及由于集中供热，既由热电厂的高效锅炉代替效率较低的分产供热锅炉，所以说“热电联合能量生产”的燃料节省并不仅表现在联合能量生产本身范围内；而且因联产供热，代替了分散的分产供热，从而砍掉了地方锅炉，节约了燃煤，所以节煤是表现在整个能量供应系统。 14． 某地区既有热负荷也有电负荷，是否就应建立热电厂？影响建立热电厂的主要因素是什么？ 答：某地区既有热负荷也有电负荷也不一定适宜建立热电厂。它主要决于与热负荷的大小和特性， 还要考虑建热电厂初投资较大，周期较长；而且还要在热负荷集中的地方建厂，选厂较困难。如果水质条件差，回水率又低，或热用户分散，相距又较远，都是其不利条件。因此必须经过详细的技术经济比较和分析论证才能确定采用那种方案更为合理。 15． 说明热化系数的含意及热化系数最优值的含意，为什么说热化系数值1 热化系数是以热电联产为基础，把热电联产与热电分产按一定比例组成的热电联产能量供应系统 综合经济性的宏观控制指标；它表示在热电联产能量供应系统中热化供热量（即热电联产供热量）所占比例。其余热量的百分值由系统中尖峰锅炉或由电厂的锅炉富裕量供应。它可简单表述为：热电厂 供热机组同一抽汽参数的最大抽汽供热量Q ht(m)与供热系统最大热负荷Q m 之比，即m m ht tp Q Q )(= α；就 其含意来说，它不仅反映了联产能量供应系统中联产供热与分产供热的比例及其经济性，也反映了分产供电经济性。 当节约煤量tp B ?对热化系数tp α的导数为零时的tp α值称为理论上热化系数最优值。它表明此时燃料节省达到最大值。 若tp α=1， Q ht(m)=Q m 。即在采暖最冷期的短时间内，因热负荷较大，此时热经济性较好。但在整 个采暖期间大部分时间内，因热负荷减少，热化发电量W h 下降，凝汽发电量W c 增大，因热电厂发Wc 的b ec 要高于电网代替凝汽式电站的发电煤耗b ，这部分发电反而多耗煤，热经济性降低；而在非采暖期，采暖热负荷为零，或仅有小量热水负荷或为零；此时几乎为凝汽发电，其热经济性大为降低，所以对于热电联产供能系统的tp α <1才是经济的。 16. 若背压汽轮机的P el =12000kW 、p 0=3.43Mpa 、t 0=435℃，排气参数p b =0.98Mpa 、h b =3023.7kj/kg ，ηb ηp =0.855、ηmg =0.95、ηhs =1。排汽凝结水全部返回，h hs =334.9kj/kg ，假定h fw =h hs , 且不考虑自用汽量（下同），试求： （１） 此热电厂的标准煤耗量； （２） 发电方面和供热方面的热经济指标（热量法）； （３） 燃料利用系数； （４） 热化发电率； 解 ：根据锅炉和汽轮机的参数，查焓熵图得 h 0=3312kj/kg 供热机组的汽耗量 机组的热平衡 )(00b h h D -= mg el P η3600 D 0=mg b el h h P η)(36000-=95 .0)7.30233312(12000 3600?-?=157.3 (t/h) 热电厂总的热耗量Q tp = p b Q ηη0 = P B b h h D ηη)(00-=885 .0) 9.3343312(157730-? =549.22?106(KJ/h) 供热方面分配的热耗量 Q tp(h)= p b h Q ηη= p b fw b h h D ηη)(0-=855 .0) 9.3347.3023(157730- =479.40?106(KJ/h) 发电方面的热耗量 Q tp(e)=Q tp -Q te(h)= 549.22?106-479.40?106=69.82?106(KJ/h) (1)此热电厂的标准煤耗量 l tp s tp Q Q B = =549.22?106/29270=18.76(t/h) (2) a. 发电方面的热经济指标 发电热效率：)()(3600e tp el e tp Q P = η6 1082.6912000 3600??=0.6187 发电方面热耗率) ()(3600 e tp e tp q η= =3600/0.6187=5818.33(kj/kw.h) 发电方面标准煤耗率 ) ()() (123 .0e tp el s e tp s e tp P B b η= = =0.123/0.6187=0.119(kg/ke.h) b. 供热方面的热经济指标 供热热效率: hs p b h tp ηηηη=)(=0.885 供热标准煤耗率l h tp s h tp Q B b )()(=) (6 2927010h tp η=34.16/0.885=39.96(kg/Gj) (3)热电厂的燃料利用系数 l tp h el tp Q B Q P +=3600η=6 610 22.549855 .01040.479120003600???+?=0.825 (1) 热化发电率ht h Q W =ω=) 9.3347.3023(157******** 3600-??=0.102 17. 上题中若回水率只有60%，而补充水的温度为20℃。若给水焓为回水和补水的混合焓，试求热电厂供热的热耗量及全厂煤耗量。 解 20℃时补充水的焓值为 h ma =84.4kj/kg 则给水的焓值为 h fw =ma b h h )1(φφ-+=0.6?334.9+0.4?84.4=234.7(kj/kg) 则供热热耗量为 Q tp(h)= p b h Q ηη= p b hs b h h D ηηφ) (0- = 855 .0) 9.3346.07.3023(157730?-=520.74?106(kj/h) 热电厂总的热耗量Q tp = p b Q ηη0 = P B fw h h D ηη) (00- = 855 .0) 7.2343312(157730-? =567.7?106(KJ/h) 则全厂的标准煤耗量 l tp s tp Q Q B = =567.7?106/29270=19.39(t/h) 18. 若B6-35/5型背压机的p 0=3.43Mpa 、t 0=435℃，p h =0.419Mpa 、D 0=60t/h ， 设 ηb ηp =0.88、ηmg =0.95， 回水率为100%，被压汽轮机的给水焓等于用户的返回水焓376.8kj/kg ，试求：当汽轮机的相对内效率由0.75变化到0.64时该电厂燃料利用系数的变化，并说明变化的原因。 解 根据机组参数可查焓熵图得 h 0=3310kj/kg h h =2780kj/kg 热电厂总的热耗量 Q tp =p b Q ηη0 =P b fw h h D ηη)(00-=88 .0) 8.3763310(10603-?? =2.0?108 (KJ/h) 汽轮机的理想循环热效率 8 .37633102780331000--=--= fw h t h h h h η=0.18067 当相对内效率ri η=0.75时,则机组的热损耗为 =-==?)1(1mg i bp tp mg cp mg Q Q Q ηηηξ=-)1(mg ri t tp cp Q ηηηη = 2?108?0.88?0.18067?0.75? (1-0.95) =1.1924?106kj/h 当相对内效率ri η=0.64时,则机组的热损耗为 =-==?)1(2mg i bp tp mg cp mg Q Q Q ηηηξ)1(mg ri t bp tp Q ηηηη- = 2?108 ?0.88?0.18067?0.64? (1-0.95) =1.0175?106kj/h 锅炉和管道热损失为 )1(bp tp bp Q Q η-=?= 2?108 ?(1-0.88)=24?106 (kj/h) 电厂的燃料利用系数 tp bp mg tp tp h tp Q Q Q Q Q Q W ?-?-=+=1111 3600η =8 6 6810 2101924.11024102??-?-?=0.8740 tp bp mg tp tp h tp Q Q Q Q Q Q W ?-?-=+=2222 3600η =8 6 6810 2100175.11024102??-?-?=0.8749 由计算可见,该电厂燃料利用系数的变化主要是由于机械损失和发电损失的改变. 19 . 某热电厂装有C12-35/10型一次调节抽汽式汽轮机，其有关参数为：p 0=3.43Mpa 、t 0=435℃、p 1=0.98Mpa 、p c =0.0036Mpa 、h c =2030.4kj/kg 、h 1=2332kj/kg 、h wc =116.89kj/kg 、 ηb ηp =0.88、ηmg =0.95、ηhs =1、h hs =334.94kj/kg 假定给水焓为凝结水和回水供热的混合焓。如果热用户需要从该热电厂获得62802?103kj/h 的供热量，对外供汽的凝结水全部返回。试求该汽轮机进入凝汽器的凝汽量，燃料利用系数及热化发电率。 解 由汽轮机参数查焓熵图得 h 0=3312kj/kg 供热方面的热耗量为 Q tp(h)= hs b p Q ηηη7136688 .010628023 =? 则 94 .3342332106280231)(-?=-= hs p b h tp h h h Q D ηη=71336?103(kg/h) 由机组的热平衡可得 D 0(h 0-h 1)+(D 0-D h )(h 1-h c )= = mg el P η3600 D 0(h 0-h c )=D h (h 1-h c )+ mg el P η3600 g m c el c c h h h P h h h h D D ηη)(3600)(0010-+--= =95 .0)4.20303312(101200036004.20303312)4.20302332(45.313 -??+--- =35.48+7.4=42.88(t/h) 故 D c =D 0-D h =42.88-31.45=11.43(t/h) 混合水焓值为 kg kj D h D h D h s h wc c fw /82.27688 .4294 .33445.3189.11643.110=?+?=+= 热电厂总的热耗量 Q tp =p b Q ηη0 =P B fw h h D ηη)(00-=88 .0) 82.2763312(1088.423-?? =147.9?106 (KJ/h) 热电厂的燃料利用系数 tp h el tp Q Q P +=3600η=6 6 109.14710802.62120003600??+?=0.717 热化发电量3600 10)(3 10?-= mg h h h h D W η 热化供热量3600 10)(3 11?-=hs h h h h D Q 故热化发电率94 .334233293 .0)23323312()(110--=--==hs mg h h h h h h Q W ηω=0.466 20. 某热电厂装有一台C50-90/1.2型汽轮机，若凝汽量最小为17t/h 仍需发出额定功率P el =5000kW 时， 它的最大抽汽量是多少？已知汽轮机的p 0=8.82Mpa ，t 0=535℃，h 1=2682.5kj/kg ，h c =2298.97kj/kg ， ηmg =0.95。 解 根据机组参数由焓熵图查得 h 0=3485kj/kg 汽轮机额定功率为Pe=50000kw 由功率方程得 [D c (h 0-h c )+D h (h 0-h h )]mg η=3600Pe D h (h 0-h h )=3600Pe/mg η-D c (h 0-h c ) D h (3485-2682.5)=3600?50000/0.95-17?103(3485-2298.97) D h =210.98(t/h) 故其最大抽汽量为210.98(t/h) 第四章 发电厂热力循环主要参数对电厂经济性的影响 思考题及习题 1. 提高蒸汽初温度和初压力对发电厂理想循环和实际循环的影响有什么不同？ 答：对于发电厂理想循环,当提高初温和初压时,可以使整个吸热过程中平均温度提高,从而使其等效的卡诺循环效率提高,即提高了蒸汽循环热效率。 对于电厂实际循环热效率，即汽轮机绝对内效率ri t i ηηη=。当初参数提高时，它有不同的变化方向；对蒸汽流量较大的大容量汽轮机，t η提高，ri η降低很小；因此提高蒸汽的初参数可以提高汽轮机的i η。对于蒸汽流量较小的小容量汽轮机，ri η的降低可能大于热效率t η的提高，此时提高蒸汽的初参数会降低汽轮机的i η，从而多耗燃料并使设备复杂、造价提高。所以，只有当汽轮机容量较大时，采用高参数才能提高机组的热经济性。 2． 影响提高蒸汽初参数的主要技术因素有哪些？均适用于供热机组吗？ 答：主要技术因素有： （1） 提高蒸汽初温度，要受制造动力设备钢材性能的限制；当温度升高时，钢的强度极限、屈服点、 第一章 随机过程的基本概念 1．设随机过程 +∞<<-∞=t t X t X ,cos )(0ω，其中0ω是正常数，而X 是标准正态变量。试求X （t ）的一维概率分布 解：∵ 当0cos 0=t ω 即 πω)2 1 (0+ =k t 即 πω)21(10+=k t 时 {}10)(==t x p 若 0cos 0≠t ω 即 πω)2 1 (1 0+≠ k t 时 {}{}x t X P x x X P t x F ≤=≤=0cos )(),(ω 当 0cos 0>t ω时 ξπ ωωξd e t x X P t x F t x ? - = ??? ? ??≤=02 cos 0 2 021cos ),( 此时 ()t e x t x F t x f t x 0cos 2cos 1 21,),(022ωπ ω? =??=- 若 0cos 0 ?? ?= ,2 ,cos )(出现反面出现正面t t t X π 假定“出现正面”和“出现反面”的概率各为21。试确定)(t X 的一维分布函数)2 1 ,(x F 和)1,(x F ，以及二维分布函数)1,2 1;,(21x x F 解：（1）先求)21,(x F 显然???=?? ???-=??? ??出现反面出现正面 出现反面出现正面10,212,2cos 21π X 随机变量?? ? ??21X 的可能取值只有0，1两种可能，于是 21 021= ??????=?? ? ??X P 2 1121=??????=??? ??X P 所以 ?????≥<≤<=??? ?? 11102 1 0021,x x x x F 再求F （x ,1） 显然? ??-=???=出现反面出现正面出现反面出现正面 2 1 2 cos (1)πX {}{}2 1 2)1(-1 (1)====X p X p 所以 ???? ???≥<≤<=2 121- 2 1-1 0,1)(x x x x F (2) 计算)1,2 1 ;,(21x x F ???-=???=出现反面出现正面出现反面出现正面 2 1)1(, 1 0)2 1 ( X X 于是 第十七章总需求—总供给模型 1. 总需求曲线的理论来源是什么为什么在IS—LM模型中，由P(价格)自由变动，即可得到总需求曲线 解答：(1)总需求是经济社会对产品和劳务的需求总量，这一需求总量通常以产出水平来表示。一个经济社会的总需求包括消费需求、投资需求、政府购买和国外需求。总需求量受多种因素的影响，其中价格水平是一个重要的因素。在宏观经济学中，为了说明价格水平对总需求量的影响，引入了总需求曲线的概念，即总需求量与价格水平之间关系的几何表示。在凯恩斯主义的总需求理论中，总需求曲线的理论来源主要由产品市场均衡理论和货币市场均衡理论来反映。 (2)在IS—LM模型中，一般价格水平被假定为一个常数(参数)。在价格水平固定不变且货币供给为已知的情况下，IS曲线和LM曲线的交点决定均衡的收入(产量)水平。现用图17—1来说明怎样根据IS—LM图形来推导总需求曲线。 图17—1分上下两个部分。上图为IS—LM图。下图表示价格水平和需求总量之间的关系，即总需求曲线。当价格P的数值为P1时，此时的LM曲线LM(P1)与IS曲线相交于E1点，E1点所表示的国民收入和利率分别为y1和r1。将P1和y1标在下图中便得到总需求曲线上的一点D1。 现在假设P由P1下降到P2。由于P的下降，LM曲线移动到LM(P2)的位置，它与IS曲线的交点为E2点。E2点所表示的国民收入和利率分别为y2和r2。对应于上图中的点E2，又可在下图中找到D2点。按照同样的程序，随着P的变化，LM曲线和IS曲线可以有许多交点，每一个交点都代表着一个特定的y和P。于是就有许多P与y的组合，从而构成了下图中一系列的点。把这些点连在一起所得到的曲线AD便是总需求曲线。 从以上关于总需求曲线的推导中可以看到，总需求曲线表示社会的需求总量和价格水平之间的反向关系。即总需求曲线是向右下方倾斜的。向右下方倾斜的总需求曲线表示，价格水平越高，需求总量越小；价格水平越低，需求总量越大。 图17—1 2.为什么进行宏观调控的财政政策和货币政策一般被称为需求管理的政策 解答：财政政策是指政府变动税收和支出，以便影响总需求，进而影响就业和国民收入的政策。货币政策是指货币当局即中央银行通过银行体系变动货币供应量来调节总需求的政策。无论财政政策还是货币政策，都是通过影响利率、消费和投资进而影响总需求，使就业和国民收入得到调节的。通过对总需求的调节来调控宏观经济，所以财政政策和货币政策被称为需求管理政策。 3.总供给曲线的理论来源是什么 热力发电厂课后习题答案 第一章热力发电厂动力循环及其热经济性 1、发电厂在完成能量的转换过程中，存在哪些热损失？其中哪一项损失最大？为什么？各项热损失和效率之间有什么关系？ 能量转换：化学能—热能—机械能—电能（煤）锅炉汽轮机发电机 热损失： 1）锅炉热损失，包括排烟损失、排污热损失、散热损失、未完全燃烧热损失等。2）管道热损失。 3）汽轮机冷源损失: 凝汽器中汽轮机排汽的气化潜热损失；膨胀过程中的进气节流、排气和部损失。 4）汽轮机机械损失。 5）发电机能量损失。 最大：汽轮机冷源热损失中的凝汽器中的热损失最大。 原因：各项热损失和效率之间的关系：效率=（1-损失能量/输入总能量）×100%。 2、发电厂的总效率有哪两种计算方法？各在什么情况下应用？ 1）热量法和熵方法（或火用方法或做功能力法） 2）热量法以热力学第一定律为基础，从燃料化学能在数量上被利用的程度来评价电厂的热经济性，一般用于电厂热经济性的定量分析。熵方法以热力学第二定律为基础，从燃料化学能的做工能力被利用的程度来评价电厂的热经济性，一般用于电厂热经济性的定性分析。 3、热力发电厂中，主要有哪些不可逆损失？怎样才能减少这些过程中的不可逆损失性以提高发电厂热经济性？ 存在温差的换热过程，工质节流过程，工质膨胀或压缩过程三种典型的不可逆过程。 主要不可逆损失有 1) 锅炉有温差换热引起的不可逆损失；可通过炉打礁、吹灰等措施减少热阻减少不可逆性。 2) 锅炉散热引起的不可逆损失；可通过保温等措施减少不可逆性。 3) 主蒸汽管道中的散热和节流引起的不可逆性；可通过保温、减少节流部件等方式来减少不可逆性。 4）汽轮机中不可逆膨胀引起的不可逆损失；可通过优化汽轮机结构来减少不可逆性。 5）凝汽器有温差的换热引起的不可逆损失；可通过清洗凝汽器减少热阻以减少不可逆性。 4、发电厂有哪些主要的热经济性指标？它们的关系是什么？ 主要热经济性指标有：能耗量（汽耗量，热耗量，煤耗量）和能耗率（汽耗率，热耗率，煤耗率）以及效率。 能耗率是汽轮发电机生产1kW.h的电能所需要的能耗量。（公式） 5、给出汽耗率的定义及其与电功率Pe、单位进气做功wi以及单位进气热耗 q0相互关系的表达式，说明汽耗率不能独立用作热经济性指标的原因是什么？汽耗率：汽轮发电机组每生产1kW.h的电量所需要的蒸汽量，成为汽轮发电机组 的汽耗率。用d表示。 d=3600/ωiηmηg=3600/q0ηiηmηg= D0/Pe 原因：它不直接与热效率相关，主要取决于汽轮机实际比功wi的大小，因此d 不能单独用作热经济性指标。只有当q0一定时，d才能反映电厂热经济性。 6、为什么说标准煤耗率是一个比较完善的热经济性指标？ 由煤耗率的表达式b=3600/ηcpQnet kg/(kw.h)，可看出煤耗率除与全厂热效率ηcp有关外,还与煤的低位发热量有关，为了有一个便于各电厂之间比较的通用指标，采用了“标准煤耗率”bcp作为通用的热经济指标,即bcp =3600/(29270ηcp), 由于ηcp反映了能量转换的全过程,故标准煤耗率是一个较完善的热经济指标。 9、回热式汽轮机比纯凝气式汽轮机绝对效率高的原因是什么？ 1）回热使汽轮机进入凝汽器的凝汽量减少了，汽轮机冷源损失降低了。 2）回热提高了锅炉给水温度，使工质在锅炉的平均吸热温度提高，使锅炉的传热温差降低,熵增减少，做功能力损失减少。 3）汽轮机抽气给水的传热温差小，做功能力损失减小了，提高了电厂的热经济性。 10、什么“回热抽汽做功比Xr”？Xr在分析回热循环热经济性时起什么样的作用？ 回热抽汽做功比：回热抽汽所做的功在总功中的比例，Xr=Wir/Wi。 Xr越大，表明回热抽汽在汽轮机中的做功量越大，那么凝汽做功相对越低，冷源损失就越少，绝对效率越高。 第一章 信息、消息、信号的定义？三者的关系？ 通信系统的模型？各个主要功能模块及作用？ 第二章 信源的分类？ 自信息量、条件自信息量、平均自信息量、信源熵、不确定度、条件熵、疑义度、噪声熵、联合熵、互信息量、条件互信息量、平均互信息量以及相对熵的概念？计算方法? 冗余度? 具有概率为)(x i p 的符号x i 自信息量：)(log )(x x i i p I -= 条件自信息量：)(log )( y x y x i i i i p I -= 平均自信息量、平均不确定度、信源熵：∑-=i i i x x p p X H )(log )()( 条件熵：)(log ),()(),()(y x y x y x y x j i j ij i j i j ij i p p I p Y X H ∑∑-== 联合熵：),(log ),(),(),()(y x y x y x y x j i j ij i j i j ij i p p I p Y X H ∑∑-== 互信息：) ()(log )()() ()(log ),();(y x y x y x y x y y x j i j i j ij i j i j j ij i p p p p p p p Y X I ∑∑= = 熵的基本性质：非负性、对称性、确定性 2.3 同时掷出两个正常的骰子，也就是各面呈现的概率都为1/6，求： (1) “3和5同时出现”这事件的自信息； (2) “两个1同时出现”这事件的自信息； (3) 两个点数的各种组合（无序）对的熵和平均信息量； (4) 两个点数之和（即2, 3, … , 12构成的子集）的熵； (5) 两个点数中至少有一个是1的自信息量。 解：(1) bit x p x I x p i i i 170.418 1 log )(log )(18 1 61616161)(=-=-== ?+?= (2) bit x p x I x p i i i 170.536 1 log )(log )(361 6161)(=-=-== ?= 热力发电厂 一、名词解释 1．冷源损失 汽轮机排汽在凝汽器中的放热量。 2．汽轮机装置内效率 汽轮机单位时间内所做的实际内功（焓降）与热耗量之比。 3. 管道效率 汽轮机的热耗量与锅炉热负荷之比。用来表征蒸汽从锅炉流至汽轮机进口，由于发生压力损失和散热损失而导致的能量损失。 4．厂用电率 厂用电量占电厂发电量的百分比。 5．汽轮发电机组热耗率 汽轮发电机组每生产1kW×h的电能所消耗的热量。 6．汽轮发电机组汽耗率 汽轮发电机组每生产1kW×h的电能所需要的蒸汽量。 7．凝汽式电厂的热耗率 发电厂每生产1kW×h的电能所需要的热量。 8．汽轮机相对内效率 汽轮机实际内功（焓降）与理想内功（焓降）之比。 9．凝汽式电厂的全厂热效率 发电厂输出的有效能量（电能）与输入总能量（燃料化学能）之比10．循环热效率 汽轮机在单位时间内输出内功与循环吸热量之比。 11．安全阀 用于锅炉、压力容器及管道上的保护阀门。当容器内压力超过规定值时，可以自动开启，排出介质，当容器内压力恢复正常时能自动关闭。12．疏水泵 提高疏水压力，将疏水打入到本级加热器出口水中的泵。 13．前置泵 置于给水泵前、与之串联运行的泵。其转速较低，必须汽蚀余量较小，能提高给水泵入口压力，防止给水泵汽蚀。 14．排污扩容器 对锅炉连续排污水进行扩容、降压，回收利用其扩容蒸汽，减少系统的汽水损失。 15．除氧器抽汽调节阀 用于除氧器的定压运行，能将汽轮机抽汽节流至给定的除氧器工作压力。 16．抽汽逆止阀 保证汽轮机抽汽的单向流动（由汽轮机至加热器），防止管内蒸汽或加热器内汽水倒流入汽轮机的一种阀门。 17．主给水再循环 将主给水泵出口的给水通过管道返回除氧水箱，防止给水泵在汽轮机低负荷时由于给水流量不足发生汽蚀。 18．主凝结水再循环 将凝结水泵出口的凝结水通过管道返回凝汽器热井，防止凝结水泵在汽轮机低负荷时由于凝结水流量不足发生汽蚀。 19．高压加热器水侧旁路 在高压加热器出现故障时，将其切除，这时给水所流经的管路。20．轴封加热器 利用汽轮机各汽缸末端的轴封漏出的汽气混合物加热凝结水的间壁式换热器，位于凝结水泵与最末级低压加热器之间。 二、单项选择题（从下列各题四个被选答案中选出一个正确答案，并将其题号写在题干后面的括号内。答案选错或未作选择者，该题无分）1．高压加热器的旁路阀门若关闭不严＿＿。（②） ①降低机组的安全性②会降低机组的经济性 ③对机组的安全性和经济性都有影响④对机组安全性和经济性都无影响 2．汽轮机Ⅰ,Ⅱ级旁路（即高、低压旁路）的减温水＿＿。（③） ①都来自给水②都来自凝结水 ③分别来自给水和凝结水④都来自循环水 3．凝结水泵和给水泵都需要设置＿＿。（④） ①再循环管和抽空气管②抽空气管和逆止阀 随机过程习题解答（一） 第一讲作业： 1、设随机向量的两个分量相互独立，且均服从标准正态分布。 （a）分别写出随机变量和的分布密度 （b）试问：与是否独立？说明理由。 解：（a） （b）由于： 因此是服从正态分布的二维随机向量，其协方差矩阵为： 因此与独立。 2、设和为独立的随机变量，期望和方差分别为和。 （a）试求和的相关系数； （b）与能否不相关？能否有严格线性函数关系？若能，试分别写出条件。 解：（a）利用的独立性，由计算有： （b）当的时候，和线性相关，即 3、设是一个实的均值为零，二阶矩存在的随机过程，其相关函数为 ，且是一个周期为T的函数，即，试求方差 函数。 解：由定义，有： 4、考察两个谐波随机信号和，其中： 式中和为正的常数；是内均匀分布的随机变量，是标准正态分布的随机变量。 （a）求的均值、方差和相关函数； （b）若与独立，求与Y的互相关函数。 解：（a） （b） 第二讲作业： P33/2．解： 其中为整数，为脉宽 从而有一维分布密度： P33/3．解：由周期性及三角关系，有： 反函数，因此有一维分布： P35/4. 解：(1) 其中 由题意可知，的联合概率密度为： 利用变换：，及雅克比行列式： 我们有的联合分布密度为： 因此有： 且V和相互独立独立。 （2）典型样本函数是一条正弦曲线。 （3）给定一时刻，由于独立、服从正态分布，因此也服从正态分布，且 所以。 （4）由于： 所以因此 当时， 当时， 由（1）中的结论，有： P36/7．证明： (1) (2) 由协方差函数的定义，有： P37/10. 解：（1） 当i =j 时；否则 令 ，则有 第三讲作业： P111/7．解： （1）是齐次马氏链。经过次交换后，甲袋中白球数仅仅与次交换后的状态有关，和之前的状态和交换次数无关。 （2）由题意，我们有一步转移矩阵： P111/8．解：（1）由马氏链的马氏性，我们有： （2）由齐次马氏链的性质，有： （2） 第17章 光的衍射答案 17-2. 衍射的本质是什么？衍射和干涉有什么联系和区别？ 答：光波的衍射现象是光波在传播过程中经过障碍物边缘或孔隙时发生的展衍现象，其实质是由被障碍物或孔隙的边缘限制的波振面上各点发出的子波相互叠加而产生。而干涉则是由同频率、同方向、相位差恒定的两束光波的叠加而成。 17-7. 光栅衍射和单缝衍射有何区别？为何光栅衍射的明条纹特别明亮而暗区很宽？ 答：光栅衍射是多光束干涉和单缝衍射的总效果。其明条纹主要取决于多光束干涉，光强与狭缝数成正比，所以明纹很亮；又因为相邻明条纹间有个暗条纹，而且一般较宽，所以实际上在两条明条纹之间形成一片黑暗背景。 17-8. 试指出当衍射光栅常数为下述三种情况时，哪些级次的衍射明条纹缺级？（1）a+b=2a; （2）a+b=3a; （3）a+b=4a. 答：当（1）a+b=2a 时，±2，±4，±6…2k…(k=±1,±2,…)级缺级; 当（2）a+b=3a 时，±3，±6，±9…3k…(k=±1,±2,…)级缺级; 当（3）a+b=4a 时，±4，±8，±12…4k…(k=±1,±2,…)级缺级。 17-9. 一单色平行光垂直照射一单缝，若其第三级明条纹位置正好与600nm 的单色平行光的第二级明条纹位置相重合，求前一种单色光的波长。 解：单缝衍射的公式为： 2)12(sin λ θ+=k a 当nm 600=λ时，k=2， ' λλ=时，k=3， 当其第三级明条纹位置正好与600nm 的单色平行光的第二级明条纹位置相重合时，θ相同，所以有： 2 )132(2600)122(sin ' λθ+?=+?=a 由上式可以解得 nm 6.428'=λ 17-10. 单缝宽0.10mm ，透镜焦距为50cm ，用5000=λ埃的绿光垂直照射单缝，求：（1）位于透镜焦平面处的屏幕上中央明条纹的宽度和半角宽度各为多少？ （2）若把此装置浸入水中（），中央明条纹的半角宽度又为多少？ 解：中央明纹的宽度为f na x λ 2=?，半角宽度为na λ θ1sin -= （1）在空气中，1=n ，所以有 3310100.55.01010.010500022---?=????==?f na x λ m 3310 1 1100.51010.0105000sin sin -----?=??==na λθrad 热力发电厂 一、名词解释 1. 冷源损失 汽轮机排汽在凝汽器中的放热量。 2. 汽轮机装置内效率 汽轮机单位时间内所做的实际内功（次含降）与热耗量之比。 3. 管道效率 汽轮机的热耗量与锅炉热负荷之比。用来表征蒸汽从锅炉流至汽轮机进口，由于发生压力损失与散热损失而导致的能量损失。 4. 厂用电率 厂用电量占电厂发电量的百分比。 5. 汽轮发电机组热耗率 汽轮发电机组每生产1kW h的电能所消耗的热量。 6. 汽轮发电机组汽耗率 汽轮发电机组每生产1kW h的电能所需要的蒸汽量。 7. 凝汽式电厂的热耗率 发电厂每生产1kV^ h的电能所需要的热量。 8. 汽轮机相对内效率 汽轮机实际内功以含降）与理想内功以含降）之比。 9. 凝汽式电厂的全厂热效率 发电厂输出的有效能量（电能）与输入总能量（燃料化学能）之比 10. 循环热效率 汽轮机在单位时间内输出内功与循环吸热量之比。 11. 安全阀 用于锅炉、压力容器及管道上的保护阀门。当容器内压力超过规定值时,可以白动开启，排出介质，当容器内压力恢复正常时能白动关闭。 12. 疏水泵 提高疏水压力，将疏水打入到本级加热器出口水中的泵。 13. 前置泵 置于给水泵前、与之串联运行的泵。其转速较低，必须汽蚀余量较小能提高给水泵入口压力，防止给水泵汽蚀。 14. 排污扩容器 对锅炉连续排污水进行扩容、降压，回收利用其扩容蒸汽，减少系统的汽水损失。 15. 除氧器抽汽调节阀 用于除氧器的定压运行，能将汽轮机抽汽节流至给定的除氧器工作压力。 16. 抽汽逆止阀 保证汽轮机抽汽的单向流动（由汽轮机至加热器），防止管内蒸汽或加 热器内汽水倒流入汽轮机的一种阀门。 17. 主给水再循环 将主给水泵出口的给水通过管道返回除氧水箱，防止给水泵在汽轮机低负荷时由于给水流量不足发生汽蚀。 18. 主凝结水再循环 将凝结水泵出口的凝结水通过管道返回凝汽器热井，防止凝结水泵在汽轮机低负荷时由于凝结水流量不足发生汽蚀。 19. 高压加热器水侧旁路 在高压加热器出现故障时，将其切除，这时给水所流经的管路。 20. 轴封加热器 利用汽轮机各汽缸末端的轴封漏出的汽气混合物加热凝结水的间壁 式换热器,位于凝结水泵与最末级低压加热器之间。 二、单项选择题（从下列各题四个被选答案中选出一个正确答案，并将其题号写在题干后面的括号内。答案选错或未作选择者，该题无分） 1. 高压加热器的旁路阀门若关闭不严。（②） ①降低机组的安全性②会降低机组的经济性 ③对机组的安全性与经济性都有影响④对机组安全性与经济性都 无影响 第二章 信息量与熵 2、2 八元编码系统,码长为3,第一个符号用于同步,每秒1000个码字,求它的信息速率。 解:同步信息均相同,不含信息,因此 每个码字的信息量为 2?8log =2?3=6 bit 因此,信息速率为 6?1000=6000 bit/s 2、3 掷一对无偏骰子,告诉您得到的总的点数为:(a) 7; (b) 12。问各得到多少信息量。 解:(1) 可能的组合为 {1,6},{2,5},{3,4},{4,3},{5,2},{6,1} )(a p =366=6 1 得到的信息量 =)(1log a p =6log =2、585 bit (2) 可能的唯一,为 {6,6} )(b p =36 1 得到的信息量=)(1log b p =36log =5、17 bit 2、4 经过充分洗牌后的一副扑克(52张),问: (a) 任何一种特定的排列所给出的信息量就是多少？ (b) 若从中抽取13张牌,所给出的点数都不相同时得到多少信息量？ 解:(a) )(a p =! 521 信息量=) (1log a p =!52log =225、58 bit (b) ???????花色任选 种点数任意排列 13413!13 )(b p =1352 134!13A ?=135213 4C 信息量=1313524log log -C =13、208 bit 2、9 随机掷3颗骰子,X 表示第一颗骰子的结果,Y 表示第一与第二颗骰子的点数之与,Z 表 示3颗骰子的点数之与,试求)|(Y Z H 、)|(Y X H 、),|(Y X Z H 、)|,(Y Z X H 、)|(X Z H 。 解:令第一第二第三颗骰子的结果分别为321,,x x x ,1x ,2x ,3x 相互独立,则 1x X =,21x x Y +=,321x x x Z ++= )|(Y Z H =)(3x H =log 6=2、585 bit )|(X Z H =)(32x x H +=)(Y H =2?(361log 36+362log 18+363log 12+364log 9+365log 536)+36 6log 6 =3、2744 bit )|(Y X H =)(X H -);(Y X I =)(X H -[)(Y H -)|(X Y H ] 而)|(X Y H =)(X H ,所以)|(Y X H = 2)(X H -)(Y H =1、8955 bit 或)|(Y X H =)(XY H -)(Y H =)(X H +)|(X Y H -)(Y H 而)|(X Y H =)(X H ,所以)|(Y X H =2)(X H -)(Y H =1、8955 bit ),|(Y X Z H =)|(Y Z H =)(X H =2、585 bit )|,(Y Z X H =)|(Y X H +)|(XY Z H =1、8955+2、585=4、4805 bit 第十七章索赔 一、思考题 1．简述在国际货物买卖中争议产生的原因。 答：国际货物买卖中，争议的产生往往是因买卖双方的各自的权利、义务问题而引起的，甚至导致发生仲裁、诉讼等情况。买卖双方发生争议的原因有很多，主要可归结为以下三种情况： （1）卖方不履行或不完全履行合同规定的义务。例如，不交付货物或虽然交货但所交货物的品质、数量、包装等不符合合同规定。 （2）买方不履行或不完全履行合同规定的义务。例如，不能按照合同规定派船接货、指定承运人、支付货款或开出信用证，无理拒收货物等。 （3）合同中所订条款欠明确。例如，“立即装运”、“即期装运”，在国际贸易中无统一解释，买卖双方对此理解不一致或从本身的利益出发各执一词。 2．各国法律对于违约行为的区分方法有哪些区别？对于不同违约行为的违约责任又是如何规定的？ 答：（1）我国《合同法》的相关规定 我国《合同法》第8条规定：“依法成立的合同，对当事人具有法律约束力。当事人应当按照约定履行自己的义务，不得擅自变更或者解除合同。”第107条规定：“当事人一方不履行合同义务或者履行合同义务不符合约定的，应当承担继续履行、采取补救措施或者赔偿损失等违约责任。” 我国《合同法》规定：当事人一方迟延履行合同义务或者有其他违约行为致使不能实现合同目的，对方当事人可以解除合同；当事人一方迟延履行主要债务，经催告后在合同期间内仍未履行的，对方当事人可以解除合同。《合同法》又规定，合同解除后，尚未履行的，终止履行；已经履行的，根据履行情况和合同性质，当事人可以要求恢复原状、采取其他补救措施，并有权要求赔偿损失。 （2）英国法律的相关规定 英国的法律规定，当事人一方“违反要件”，受损害一方除可要求损害赔偿外，还有权解除合同；当事人一方“违反担保”或“违反随附条件”，受损害一方有权请求违约的一方给予损害赔偿，但不能解除合同；当事人一方“违反中间性条款或无名条款”，违约方应承担的责任须视违约的性质及其后果是否严重而定。 （3）美国法律的相关规定 美国法律规定，一方当事人违约，以致使另一方无法取得该交易的主要利益，则是“重大违约”。在此情况下，受损害的一方有权解除合同，并要求损害赔偿。如果一方违约，情况较为轻微，并未影响对方在该交易中取得的主要利益，则为“轻微违约”，受损害的一方只能要求损害赔偿，而无权解除合同。 （4）《联合国国际货物销售合同公约》的相关规定 按《联合国国际货物销售合同公约》规定，一方当事人违反合同的结果，如使另一方当事人蒙受损害，以至于实际上剥夺了他根据合同规定有权期待得到的东西，即为根本违反合同。若一方违反合同构成根本违反合同时，受损害的一方就可以宣告合同无效，同时有权向违约方提出损害赔偿的要求。如违约的情况尚未达到根本违反合同的程度，则受损害方只能要求损害赔偿而不能宣告合同无效。 3．何谓索赔期限？为什么在国际货物买卖合同的索赔条款中通常应规定索赔期限？ 答：（1）索赔期限的含义 华北电力大学_2010-2011_学年第_一_学期考试试卷(A) 班级: 姓名: 学号: 一、名词解释：(每题3分共15分) 1.供电热效率 2.回热做功比 3.烟气再热 4.凝汽器最佳真空 5.热化系数 二、简答题(每题5分共25分) 1.简述发电厂原则性热力系统和全面性热力系统的相同点和差异。 2.说明提高蒸汽初参数对热力发电厂热经济性的影响规律。 3.简述为什么会存在最佳给水温度。 4.简述除氧器热力除氧原理及对除氧器结构的要求。 5.简述旁路系统的主要形式及作用。 三、绘图题（10分） 某发电厂机组为单轴双缸双排汽，高中压缸采用合缸反流结构，低压缸为双 流对称布置。有八级不调整抽汽，回热系统为“三高四低一除氧”，除氧器滑 压运行。高低压加热器均有内置式疏水冷却器，高压加热器均有内置式蒸汽 冷却器。有除盐装置DE、一台轴封冷却器SG。高压加热器及5、6级低压 加热器疏水逐级自流方式，7级低压加热器疏水通过疏水泵打到本级给水出 口，8级低压加热器、轴封加热器疏水自流向凝汽器。给水泵FP配有前置泵 TP，正常运行为汽动泵，小轮机TD为凝汽式，正常运行其汽源取自第四段 抽汽（中压缸排汽）,其排汽引入主凝汽器。补充水引入凝汽器。 绘制该机组原则性热力系统图。 四、计算题(共30分) 1.就习题三机组回热原则性热力系统写出8个加热器的热平衡方程式（给定给 水流量为1，各级抽汽量a i单位kg/s，抽汽放热量q i疏水放热量i ，给水焓 升iτ，单位均为kJ/kg，不足符号自行添加，所添加符号需给出说明）（15分） 2.某再热凝汽机组（无回热），求其机组热经济性指标和全厂发电热经济性指标。 (15分) 原始条件：p b＝25MPa，t b=545℃，h b=3323kJ/kg，p0=23.5MPa，t0=540℃， p rh，i=3.82MPa，t rh,i=t2=284℃，p rh=3.34MPa，t rh=540℃，h0=3325kJ/kg, h rh,i=2922kJ/kg, h rh=3543kJ/kg, p c=0.0036MPa, h c=2405kJ/kg, h fw=141.1kJ/kg,ηb=0.92，ηm=0.985，ηg＝0.99，不计工质损失，不考虑给 水泵功焓升。 五、分析论述题(任选2题，每题10分共20分) 1.说明为何降低终参数能够提高热力发电厂热经济性，并分析影响机组终参数 的主要因素。 2.题目三的原则性热力系统中，7号加热器疏水回收方式改为逐级自流方式后， 用热力学第一定律方法和热力学第二定律方法分析机组热经济性的变化。 3.试分析机组负荷聚变对除氧器除氧效果和给水泵安全性的影响。 信息论与编码习题参考答案 第一章 单符号离散信源 同时掷一对均匀的子，试求： (1)“2和6同时出现”这一事件的自信息量； (2)“两个5同时出现”这一事件的自信息量； (3)两个点数的各种组合的熵； (4)两个点数之和的熵； (5)“两个点数中至少有一个是1”的自信息量。 解： bit P a I N n P bit P a I N n P c c N 17.536log log )(361 )2(17.418log log )(362)1(36 662221111 616==-=∴====-=∴== =?==样本空间： (3)信源空间： bit x H 32.436log 36 16236log 36215)(=??+?? =∴ (4)信源空间： bit x H 71.3636 log 366536log 3610 436log 368336log 366236log 36436log 362)(=??+?+?+??= ∴＋＋ (5) bit P a I N n P 17.111 36 log log )(3611333==-=∴== 如有6行、8列的棋型方格，若有两个质点A 和B ，分别以等概落入任一方格内，且它们的坐标分别为（Xa ，Ya ）, （Xb ，Yb ）,但A ，B 不能同时落入同一方格内。 （1） 若仅有质点A ，求A 落入任一方格的平均信息量； （2） 若已知A 已落入，求B 落入的平均信息量； （3） 若A ，B 是可辨认的，求A ，B 落入的平均信息量。 解： bit a P a P a a P a I a P A i 58.548log )(log )()(H 48log )(log )(481 )(:)1(48 1 i i i i i ==-=∴=-=∴= ∑=落入任一格的概率Θ bit b P b P b b P b I b P A i 55.547log )(log )()(H 47 log )(log )(47 1 )(:B ,)2(48 1i i i i i ==-=∴=-=∴=∑=落入任一格的概率是落入任一格的情况下在已知Θ 随机过程复习题 一、填空题： 1．对于随机变量序列}{n X 和常数a ，若对于任意0>ε，有 ______}|{|lim =<-∞ >-εa X P n n ，则称}{n X 依概率收敛于a 。 2．设}),({0≥t t X 是泊松过程，且对于任意012≥>t t ， ，则 15 92}6)5(,4)3(,2)1({-??= ===e X X X P , 618}4)3(|6)5({-===e X X P 15 32 62 32 92! 23!2)23(!23}2)3()5({}2)1()3({}2)0()1({} 2)3()5(,2)1()3(,2)0()1({} 6)5(,4)3(,2)1({----??=???==-=-=-==-=-=-====e e e e X X P X X P X X P X X X X X X P X X X P 66 218! 26}2)3()5({}4)3(|6)5({--===-===e e X X P X X P 3．已知马尔可夫链的状态空间为},,{321=I ，初始分布为),,(4 1 2141， ?????? ?? ????????? ?=434 103 13131043 411)(P ，则167)2(12=P ，161}2,2,1{210====X X X P ???????? ?????? ????=48 31481348 436133616367 164167165)1()2(2P P 16 7 )2(12=P 16 1 314341}2|2{}1|2{}1{}2,1|2{}1|2{}1{} 2,2,1{12010102010210=??=================X X P X X P X P X X X P X X P X P X X X P 4．强度λ的泊松过程的协方差函数),min(),(t s t s C λ= 5．已知平稳过程)(t X 的自相关函数为πττcos )(=X R ， )]()([)(π?δπ?δπω-++=X S 6. 对于平稳过程)(t X ，若)()()(ττX R t X t X >=+<，以概率1成立，则称)(t X 的自相关函数具有各态历经性。 7.已知平稳过程)(t X 的谱密度为2 3)(2 42 ++=ωωωωS ，则)(t X 的均方值= 2 121- 222 2221 1221)2(22211122)(+??-+??=+-+= ωωωωωS ττ τ-- -=e e R X 2 12 1)(2 第十七章第一节《电流与电压和电阻的关系》 在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，小明得到的实验数据如下表所示。 （1）为分析电流与电压的定量关系，请你在图17.1-2 的方格中建立有关坐标轴并制定其标度，把表中的数据 在坐标系中描点。 （2）小英说，从图中可以看出，这些数据中有一组是 明显错误的，跟其他数据的规律完全不同，可能是读取 这组数据时粗心所引起的，分析时需要把它剔除掉。这 是哪组数据？ 2. 在电阻一定时探究电流与电压关系的实验中，小凯把 定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源 连接成了图17.1-3 所示的电路，正准备闭合开关时，旁 边的小兰急忙拦住他，说接线错了。 请你检查一下电路，错在哪里？小兰发现只要改接一根导线就可以，请把接错的那一根导线找出来，打上“×”，再画线把它改到正确的位置上。 第一节《电流与电压和电阻的关系》课后习题答案 1.（1）图略 (2)“1.2V 0.40A”这组数据跟其他数据的规律完全不同，需要剔除。 2.如图所示 × 第十七章第二节《欧姆定律》 1. 一个电熨斗的电阻是80 Ω，接在220 V 的电压上，流过它的电流是多少？ 2. 一个定值电阻的阻值是10 Ω，使用时流过的电流是200 mA ，加在这个定值电 阻两端的电压是多大？ 3. 某小灯泡工作时两端的电压是2.5 V ，用电流表测得此时的电流是300 mA ，此 灯泡工作时的电阻是多少？ 4. 某同学认为：“由I = U/R 变形可得R = U/I 。这就表明，导体的电阻R 跟它两端的电压成正比，跟电流成反比。”这种说法对吗？为什么？ 第二节《欧姆定律》课后习题答案 1. 2.75A 2. 2V 3. 8.3Ω 解析：1.根据公式I=R U 2.根据公式U=IR 3.根据公式R = U/I 4.这种说法不对，因为导体的电阻是导体本身的一种性质，它只与导体的材料、长度、横截面积有关，还受温度影响，而与导体两端的电压及通过导体的电流大小无关，公式R = U/I 只是一个电阻的计算式，通过此公式可以求出导体的电阻，但不能决定导体电阻的大小，当导体不接入电路时，其阻值不会改变。 第十七章第三节《电阻的测量》 1. 一个小灯泡上标着“ 2.2 V 0.25 A ”，表明这个小灯泡工作时的电 阻是8.8 Ω。图17.3-2 是一位同学为检 验小灯泡的标称电阻是否准确而连接的 实验线路。他的连接有三个错误。请你 指出这三个错误分别错在哪里。应怎样 改成正确的连接？ 2. 已知流过一只电阻为242 Ω 的灯泡的电流是0.91 A 。如果在灯泡两端再并联一个电阻为165 Ω 的电烙铁，并联电路的总电流变为多大？ 3. 图17.3-3 是用伏安法测量某未知电阻的电路图。 （1）根据电路图将图17.3-4 所示的实物图连接起来； （2）读出图17.3-5 所示电流表和电压表的示数； （3）算出被测电阻本次的测量值。 一、选择题（2X 5=10分） 1、造成热力发电厂效率低的主要原因是（） A锅炉效率低B汽轮机排汽热损失C发电机损失D汽轮机机械损失 2?当蒸汽初压和排汽压力不变时，提高蒸汽初温，循环吸热的平均温度（）A升高B降低C不变D无法确定 3、下面哪个指标全面反映了凝气式发电厂能量转换过程中的损失和利用（ ）A汽轮机效率B锅炉效率C管道效率D 电厂热效率 4、下列哪些不是热力发电厂原则性热力系统图的作用（） A表明热功转换的完善程度B定性分析热经济性的依据C施工和 运行的主要依据D定量计算热经济性的依据 5、发电厂全厂热力系统以（）为核心，将锅炉、汽轮机和其他局部热力系统有机结合在一起 A锅炉本体B汽轮机本体C回热系统D凝汽器 二、填空题（1 X 10=10分） 1、提高蒸汽___________________ ，可以提高循环热效率，现代蒸汽动力循环朝 着___________________ 方向发展 2、再热循环本身不一定提高循环热效率，能否提高循环热效率与__________________ 有关。 3、____________________ 是实际热力系统的反映。它包括 ________________________ ， 以此显示该系统的安全可靠性、经济性和灵活性。 4、对发电厂原则性热力系统进行计算时，对系统中换热设备建立__________________ 和___________________ ，逐个地按先“由外到内”，再“从高到低”的顺序进行 计算。 5、背压式供热机组发出的电功率取决于热负荷的大小，而热负荷是随热用户的 需要而变，即“ ________________ 。 6核能利用有两种方法，一种是基于__________________________________ ，另一种是基于________________________________ 。 I (X ;Y=1)= P(x/Y 1)I(x;Y 1) x P(x/Y 1)log P(x/Y 1) P(x) = P(X 0/Y 1)log P(X 0/Y 1) P(X 0) P(X 1/Y 1)log P(X 1/Y 1) P(X 1) 部分答案，仅供参考。 信息速率是指平均每秒传输的信息量点和划出现的信息量分别为log3Jog3， 2’ 一秒钟点和划出现的次数平均为 1 15 2 1 ~4 0.20.4 - 3 3 一秒钟点和划分别出现的次数平均为巴5 4 4 那么根据两者出现的次数，可以计算一秒钟其信息量平均为10 log 3 5 竺 5 4 2 4 4 2 解： ⑻骰子A和B，掷出7点有以下6种可能： A=1,B=6; A=2,B=5; A=3,B=4; A=4,B=3; A=5,B=2; A=6,B=1 概率为6/36=1/6，所以信息量 -log(1/6)=1+log3 ~ bit (b)骰子A和B,掷出12点只有1种可能： A=6,B=6 概率为1/36，所以信息量 -log(1/36)=2+log9 ~ bit 解： 出现各点数的概率和信息量： 1 点：1/21 , log21 ?bit ; 2 点：2/21 , log21-1 ?bit ; 3 点：1/7 , log7 4 点：4/21 , log21-2 5 点：5/21 , log (21/5 )~; 6 点：2/ 7 , log(7/2)? 平均信息量： (1/21) X +(2/21) X +(1/7) X +(4/21) X +(5/21) X +(2/7) 解： X=1:考生被录取；X=0考生未被录取； Y=1：考生来自本市；Y=0考生来自外地； Z=1:考生学过英语；z=o：考生未学过英语 P(X=1)=1/4, P( X=q=3/4; P( Y=1/ X=1)=1/2 ；P( Y=1/ X=0)=1/10 ；P(Z=1/ Y=1 )=1, P( Z=1/ X=0, Y=0 )=, P( Z=1/ X=1, Y=0 )=, P(Z=1/Y=0)= (a)P(X=0,Y=1)=P(Y=1/X=0)P(X=0)=, P(X=1,Y=1)= P(Y=1/X=1)P(X=1)= P(Y=1)= P(X=0,Y=1)+ P(X=1,Y=1)= P(X=0/Y=1)=P(X=0,Y=1)/P(Y=1)=, P(X=1/Y=1)=P(X=1,Y=1)/P(Y=1)= 《热力发电厂》试卷A 班级姓名学号成绩 一、名词解释（每题2分，共计10分）： 1、发电厂总效率： 2、等焓升分配法： 3、蒸汽中间再热： 4、再热蒸汽系统： 5、管道热补偿： 二、填空（每题1分，共计20分）： 1、造成火力发电厂效率低的主要原因是（）。 2、阀门的作用是用以控制流体的（），降低流体的（）或改变流体的（）。 3、DN表示阀门的（），PN表示阀门的（）。 4、在开启大直径阀门前首先开旁路门的目的是（）。 5、关断用阀门在电厂用得最多的是（）和（）。 6、管道的附件包括（）和（）。 7、通过热流体的管道必须保温，其目的是减少（），防止（）恶化。 8、热力除氧器是以加热沸腾的方式除去给水中（）及其他 （）的一种设备。 9、所谓高压除氧器的滑压运行即除氧器的（）不是恒定的，而是随机组（）和（）的变动而变化。 11、除氧器采用滑压运行后，可避免供除氧器抽汽的（）损失。 12、除氧器由于运行方式的变动发生振动，一般只要将除氧器的（）降下来或（）进水温度，即能有所改善或基本消除。 13、汽轮机排汽与（）通过金属管表面进行（）换热的凝汽器叫表面式凝汽器。 14、射水式抽气器主要由（）、（）、（）三部分组成。 15、冷补偿是在管道冷态时预先给管道施加相反的（）应力，使管道在受热膨胀的（），热应力与（）应力互相抵消，从而使管道总的热膨胀应力减小。 16、凝汽器中冷却水温升是冷却水在凝汽器中（）后温度升高的数值。 17、用以回收（），并利用其热量来（）的装置叫轴 封加热器。 18、高压加热器在汽水侧设有安全门，另外在水侧配有（）保护装置。 19、凝汽器汽侧投运分（）、（）、（）。 20、抽气器的作用是不断地抽出凝汽器内（）气体和漏入的空气（）凝汽器的真空。 三、选择题（每题１分，共计３０分）： 1、电厂实际生产的能量转换过程中，在数量上以下列哪种热量损失为最大？ （） A、锅炉损失 B、汽轮机内部损失 C、管道损失 D、冷源损失 2、凝汽式发电厂的发电煤耗率可表示为：（） A、发电厂在一段时间内耗用的总煤量与发电量之比 B、发电厂在一段时间内耗用的总煤量与对外供电量之比 C、发电厂在一段时间内耗用的总煤量与平均负荷之比 D、发电在在一段时间内耗用的总煤量与厂用电之比 3、随着回热加热级数的增多，（） A、回热循环效率的增加值逐渐增多 B、回热循环效率的增加值不变 C、回热循环效率的增加值逐渐减少 4、其它条件不变，提高蒸汽初压力循环效率的变化将：（） A、提高 B、降低 C、不一定 D、先提高后降低 5、其它条件不变提高蒸汽初温，循环效率提高的原因是（） A、冷源损失数量减少 B、平均吸热温度提高 C、蒸汽湿度减少 D、蒸汽容积流量增加 6、再热机组在各级回热分配上，一般采用增大高压缸排汽的抽汽量，降低再热后第一级回热的抽汽量是为了（） A、减少给水加热过程是的不可逆损失 B、尽量利用高压缸排汽进行回热加热 C、保证再热后各回热加热器安全 D、增加再热器后各级回热抽汽的抽汽作功量 7、采用中间再热的目的是：（） A、提高回热经济性 B、提高初参数后使排汽湿度不超过允许值最新第1章 随机过程的基本概念习题答案
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