第二章 热能节能基础 本章内容：能量转换与平衡、能质及有效能、有效能计算、有效能损失及有效能效率。 热能利用是一个大的系统工程，它涉及能源的开采、加工、转化、运输、储存、使用和回收等环节，限于篇幅和目的，本课程略去前五个环节，而主要对后两个环节的分析与完善进行阐述，热能利用的实质是能源的转换与热能的传递。 如前所述，热能利用的具体方式多种多样，但从热能形态的角度来看，则只有间接使用和直接使用两种方式。在这两种方式中，都有能量的转换与平衡。 2.1能量的转换与平衡 2.1.1能量转换 自然界是由不断运动的物质构成的，而物质的运动形态是多种多样的。物质的每一种运动都具有做功能力，即具有“能”。不同运动形式的能分别被称为“机械能”、“热能”、“化学能”、“电能”、“光能”、“原子能”等。 1．能量转换的形式 1） 热能 提供各种化学反应中还原过程所需热量，物料加热融化所需热量，以及提供生产工艺所需加热源（水蒸气等）。它主要是利用燃料的燃烧热能，是企业消耗的最主要能源之一。 2） 机械能 用于流体的输送和压缩如鼓风机、压缩机和泵等；物料的运输、提升、压延、破碎、机械加工等。机械能大部分是由电能转换而来，也有利用蒸汽动力装置直接拖动。 3） 电能 主要是通过电机转换成机械能，同时可提供照明、电热等。但电能本身大多数实际是由热能转换成机械能、再由机械能转换成电能的。 4） 化学能 最常见的是燃料燃烧，将燃料蕴藏的化学能转换成热能，氧化反应就是将化学能转换成热能。这四种能量的转换关系如下表所列 输入能 输出能 热能 化学能 机械能 电能 热能 传热过程 吸热反应 热力发电机 热电偶 化学能 燃 烧过程 化学反应 肌肉、渗透压 电池 机械能 摩擦 机械传动 发 电机 电能 电热 电解 电动机 变 压器 不同形式能量之间的转换，有些是可能的，有些是不可能的，有些可以全部转换，有些只能部分转换，有的在理论上正向逆向都可转换，有的需要一定条件。例如，电能与机械能之间，理论上可以百分之百地相互转换，且都可以全部转换成热能。反之，热能绝不可能百分之百的转换成机械能。并且，热能只可能由高温处向低温处传递。 由一次能源向常用形式的能源转换及其装置列于下表。 能源种类 转换方式 转换装置 煤、石油等化石燃料、 氢、酒精等二次燃料 化学能 热能 燃烧装置、锅炉 化学能 热能机械能 各种热力发动机 化学能...
