14.1熱機.ppt

1、第十四章 熱和能 第一節(jié) 熱機 在此過程中，能量是如何轉(zhuǎn)化的？在此過程中，能量是如何轉(zhuǎn)化的？ 燃料的化學(xué)能燃料的化學(xué)能水蒸汽的內(nèi)能水蒸汽的內(nèi)能 葉輪轉(zhuǎn)動的機械能葉輪轉(zhuǎn)動的機械能 塞子運動的機械能塞子運動的機械能 熱機：熱機： 燃料的化學(xué)能燃料的化學(xué)能 熱機是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器熱機是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器 燃燒燃燒 內(nèi)能內(nèi)能 做功做功 機械能機械能 一熱機一熱機 柴油機柴油機蒸汽機蒸汽機 燃氣輪機燃氣輪機 工作原理工作原理 化學(xué)能化學(xué)能 內(nèi)能內(nèi)能機械能機械能 （燃料燃料） （做功做功） 噴氣發(fā)動機噴氣發(fā)動機 火箭發(fā)動機火箭發(fā)動機. 汽油機汽油機 一、熱機一、熱機 定義：利用內(nèi)能來工作的機

2、器。利用內(nèi)能來工作的機器。 是把是把內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為機械能機械能的機器。的機器。 分類：外燃機和內(nèi)燃機分類：外燃機和內(nèi)燃機 熱機的種類：常見的有蒸汽機、內(nèi)燃機、燃氣熱機的種類：常見的有蒸汽機、內(nèi)燃機、燃氣 輪機、噴氣發(fā)動機、火箭發(fā)動機等輪機、噴氣發(fā)動機、火箭發(fā)動機等 二、內(nèi)燃機 內(nèi)燃機是最常見的熱機，常見的內(nèi)燃機 有汽油機和柴油機. 定義定義：燃料直接在發(fā)動機汽缸內(nèi)燃燒而產(chǎn) 生動力的熱機。 汽油機主要應(yīng)用在：飛機、汽車、摩托車 柴油機主要應(yīng)用在：坦克、載重汽車、拖 拉機。 汽油機的構(gòu)造汽油機的構(gòu)造 火花塞火花塞 氣缸氣缸 進氣門進氣門 活塞活塞 連桿連桿 排氣門排氣門 曲軸曲軸 內(nèi)燃機：內(nèi)

3、燃機： 汽油機汽油機 1、構(gòu)造：、構(gòu)造： 沖程：活塞從氣缸一端運動到另一端的過程。沖程：活塞從氣缸一端運動到另一端的過程。 3、工作過程：、工作過程： 多數(shù)汽油機是由多數(shù)汽油機是由吸氣沖程、壓縮沖程、做功吸氣沖程、壓縮沖程、做功 沖程沖程和和排氣沖程排氣沖程四個沖程的不斷四個沖程的不斷循環(huán)循環(huán)來保證連來保證連 續(xù)工作的。續(xù)工作的。 2、工作原理：在汽缸里燃燒汽油，生成高溫高壓燃氣，、工作原理：在汽缸里燃燒汽油，生成高溫高壓燃氣， 使燃氣推動活塞而做功。使燃氣推動活塞而做功。 進氣門進氣門 （打開或關(guān)閉（打開或關(guān)閉） 排氣門排氣門 （打開或關(guān)閉）（打開或關(guān)閉） 活塞活塞 （運動方向）（運動方向）

4、 完完 成成 的的 任任 務(wù)務(wù) 吸氣吸氣 沖程沖程 壓縮壓縮 沖程沖程 做功做功 沖程沖程 排氣排氣 沖程沖程 打開打開 關(guān)閉關(guān)閉由上往下由上往下 吸入由吸入由汽油和空氣汽油和空氣組組 成的燃料混合物成的燃料混合物 關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉由下往上由下往上壓縮燃料混合物壓縮燃料混合物 關(guān)閉關(guān)閉 關(guān)閉關(guān)閉 由上往下由上往下 關(guān)閉關(guān)閉打開打開 由下往上由下往上 火花塞點火，產(chǎn)生火花塞點火，產(chǎn)生高溫高溫 高壓高壓的燃氣，燃氣推動的燃氣，燃氣推動 活塞活塞對外對外做功做功 把廢氣排出氣缸把廢氣排出氣缸 問題：四個沖程中活塞的運動是主動的還是被動的？問題：四個沖程中活塞的運動是主動的還是被動的？ 說明：只有說明

5、：只有做功沖程做功沖程是燃氣是燃氣推動推動活塞運動，其他三活塞運動，其他三 個沖程活塞的運動要靠個沖程活塞的運動要靠飛輪的慣性飛輪的慣性。開始運動時，。開始運動時， 要靠要靠外力外力先使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動起來，以后汽油機才先使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動起來，以后汽油機才 能自己工作。能自己工作。 應(yīng)用：應(yīng)用： 汽油機比較輕巧，常用在汽車、飛機和小汽油機比較輕巧，常用在汽車、飛機和小 型農(nóng)業(yè)機械型農(nóng)業(yè)機械(如插秧機、機動噴霧器如插秧機、機動噴霧器)上面。上面。 柴油機柴油機 請同學(xué)們閱讀教材，然后完成下列表格：請同學(xué)們閱讀教材，然后完成下列表格： 汽油機汽油機柴油機柴油機 相同點相同點 不不 同同 點點 結(jié)結(jié)

6、構(gòu)構(gòu) 燃燃 料料 吸氣沖程吸氣沖程 吸入氣缸的是吸入氣缸的是 點火方式點火方式 汽油機汽油機柴油機柴油機 相同點相同點 不不 同同 點點 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 燃料燃料 吸氣沖程吸氣沖程 吸入氣缸的是吸入氣缸的是 點火方式點火方式 汽油機和柴油機的工作過程的相同點和不同點：汽油機和柴油機的工作過程的相同點和不同點： 都是內(nèi)燃機，都能將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能都是內(nèi)燃機，都能將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 火花塞火花塞噴油嘴噴油嘴 汽油汽油柴油柴油 汽油和空氣汽油和空氣空氣空氣 點燃式點燃式 壓燃式壓燃式 應(yīng)用：應(yīng)用： 柴油比汽油便宜，但柴油機比較笨重，主要應(yīng)柴油比汽油便宜，但柴油機比較笨重，主要應(yīng) 用在載重汽車、拖拉機、坦克

7、、火車、輪船上，用在載重汽車、拖拉機、坦克、火車、輪船上， 有的地方還用它帶動發(fā)電機發(fā)電。有的地方還用它帶動發(fā)電機發(fā)電。 討論：討論： 2、內(nèi)燃機的四個沖程順序能顛倒嗎？為、內(nèi)燃機的四個沖程順序能顛倒嗎？為 什么？什么？ 1、內(nèi)燃機一般有幾個沖程，是哪幾個沖程？這、內(nèi)燃機一般有幾個沖程，是哪幾個沖程？這 些沖程中有能量轉(zhuǎn)化嗎？些沖程中有能量轉(zhuǎn)化嗎？哪些沖程發(fā)生能量的哪些沖程發(fā)生能量的 轉(zhuǎn)化？轉(zhuǎn)化？ 不能，因為前一個沖程都是后一個沖程的發(fā)生條件。不能，因為前一個沖程都是后一個沖程的發(fā)生條件。 壓縮沖程：壓縮沖程：機械能機械能 內(nèi)能內(nèi)能 做功沖程：做功沖程： 內(nèi)能內(nèi)能機械能機械能 3、內(nèi)燃機一個工

8、作循環(huán)活塞往復(fù)運動幾次？、內(nèi)燃機一個工作循環(huán)活塞往復(fù)運動幾次？ 曲軸轉(zhuǎn)動幾周？活塞對外做功幾次？曲軸轉(zhuǎn)動幾周？活塞對外做功幾次？ 活塞往復(fù)運動活塞往復(fù)運動2次，曲軸轉(zhuǎn)動次，曲軸轉(zhuǎn)動2周，活塞對外做功周，活塞對外做功1次。次。 4. 哪個沖程獲得動力？哪個沖程獲得動力？ 做功沖程做功沖程 三、燃料的熱值：三、燃料的熱值： 1.定義：定義：1千克的某種燃料千克的某種燃料完全燃燒時完全燃燒時放出放出 的熱量叫做這種燃料的熱值。用符號的熱量叫做這種燃料的熱值。用符號q表示。表示。 （適用于固體和液體燃料）（適用于固體和液體燃料） 即：即： 說明：說明： a.熱值只與燃料的種類有關(guān)。熱值只與燃料的種類有

9、關(guān)。 b.同種燃料的熱值相同，不同種燃料的熱同種燃料的熱值相同，不同種燃料的熱 值一般不同，所以說熱值是燃料的一種值一般不同，所以說熱值是燃料的一種特性特性. c. 氣體燃料的熱值氣體燃料的熱值 V 放 Q q m 放 Q q 2.單位：單位：焦每千克 焦每千克 符號：符號：J/kg 3.燃料有效利用的途徑：燃料有效利用的途徑： 一是、燃料盡可能的完全燃燒 二是、要減少燃料燃燒散失的熱量。 計算計算: 解：解： Q放 放=2.9107 J/kg 5kg 質(zhì)量（質(zhì)量（m）熱值熱值q 即：即：Q放 放=qm 5千克煙煤完全燃燒，所釋放出來的熱量千克煙煤完全燃燒，所釋放出來的熱量 是多少？（煙煤的熱

10、值為是多少？（煙煤的熱值為2.9107 J/kg） 思考：思考： 在內(nèi)燃機中，燃料所釋放的能量都到哪里去了？在內(nèi)燃機中，燃料所釋放的能量都到哪里去了？ 做有用功做有用功 的能量的能量 廢氣帶走廢氣帶走 的能量的能量 汽缸散熱汽缸散熱 及摩擦損及摩擦損 失的能量失的能量 汽油機的效率：汽油機的效率：2030% 你認為它們的效率比你想象的高？還是低？你認為它們的效率比你想象的高？還是低？ 汽油機的效率大約是多少？汽油機的效率大約是多少？ 猜猜看猜猜看: 熱機效率熱機效率： 做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒所 釋放的能量之比。 即: 0 0 100 放 有用 Q W 提高熱機效率的主要途徑：提高熱機效率的主要途徑： a.使燃料充分燃燒。使燃料充分燃燒。 b. 盡量減少各種熱量損失。盡量減少各種熱量損失。 c.在熱機的設(shè)計和制造上，采用先進的技術(shù)；在熱機的設(shè)計和制造上，采用先進的技術(shù)； d.使用時，注意保養(yǎng)，保證良好的潤滑，合使用時，注意保養(yǎng)，保證良好的潤滑，合 理調(diào)整運動零件理調(diào)整運動零件 之間的間隙，減小因克服摩之間的間隙，減小因克服摩 擦力而額外消耗的功。擦力而額外消耗的功。 1.四沖程汽油機的工作過程由四沖程汽油機的工作過程由( )、( )、 ( )、( )四個沖程組成的四個沖程組成的.