動(dòng)力裝置循環(huán)

1、1234鍋鍋爐爐56net,1 2,3 4sswww,1 212swhh,3 443swhhnet1243()()whhhh114qhhnett1wq,1 2,3 41sswwq124314()()hhhhhh7430hh1243t14()()hhhhhh12121413hhhhhhhhnet1dw81212t1413hhhhhhhh11abqTss211tTT 9101112137994()(1)()hhhh9474hhhh9373hhhh211tqq 2319(1)()1hhhh 14K已已被被利利用用的的能能量量工工質(zhì)質(zhì)從從熱熱源源得得到到的的能能量量15氣體動(dòng)力循環(huán)氣體動(dòng)力循環(huán)分類：分

2、類：按按結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)活塞式活塞式： 汽車，摩托，小型輪船汽車，摩托，小型輪船航空，大型輪船，移動(dòng)電站航空，大型輪船，移動(dòng)電站葉輪式葉輪式：按按燃料燃料小型汽車，摩托小型汽車，摩托中、大型汽車，火車，輪船，中、大型汽車，火車，輪船，移動(dòng)電站移動(dòng)電站汽油機(jī)汽油機(jī)：柴油機(jī)柴油機(jī)：煤油機(jī)煤油機(jī)：航空航空點(diǎn)燃式、壓燃式點(diǎn)燃式、壓燃式按按點(diǎn)燃方式點(diǎn)燃方式：按按沖程數(shù)沖程數(shù)：二沖程、四沖程二沖程、四沖程16單缸汽油機(jī)構(gòu)造示意圖單缸汽油機(jī)構(gòu)造示意圖 以四沖程柴油機(jī)為例分析其實(shí)際工作循環(huán)以四沖程柴油機(jī)為例分析其實(shí)際工作循環(huán) 171. 活塞式內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)與理想循環(huán)活塞式內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)與理想循環(huán) 1）進(jìn)氣沖程）進(jìn)氣沖

3、程0-1：活塞從汽缸上死：活塞從汽缸上死點(diǎn)下行，進(jìn)氣閥開啟，吸入空氣。點(diǎn)下行，進(jìn)氣閥開啟，吸入空氣。由于進(jìn)氣閥的節(jié)流作用，氣缸內(nèi)由于進(jìn)氣閥的節(jié)流作用，氣缸內(nèi)氣體的壓力約低于大氣壓力。氣體的壓力約低于大氣壓力。 2）壓縮沖程）壓縮沖程1-2：活塞到達(dá)下死點(diǎn)活塞到達(dá)下死點(diǎn)1時(shí)，進(jìn)氣閥關(guān)閉；活塞上行，壓時(shí)，進(jìn)氣閥關(guān)閉；活塞上行，壓縮空氣?？s空氣。 12 為多變壓縮，為多變壓縮，p2= 35MPa ，t2=600800， 2 點(diǎn)開始噴進(jìn)柴油，柴油自燃溫度約為點(diǎn)開始噴進(jìn)柴油，柴油自燃溫度約為205。柴油機(jī)工作的柴油機(jī)工作的4個(gè)沖程個(gè)沖程：(1) 活塞式內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)活塞式內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)183）動(dòng)力沖程）

4、動(dòng)力沖程2-3-4-5 ： 23 柴油迅速燃燒，活塞在上柴油迅速燃燒，活塞在上死點(diǎn)移動(dòng)甚微，近似定容燃燒，死點(diǎn)移動(dòng)甚微，近似定容燃燒，壓力迅速升至壓力迅速升至59 MPa 。34 活塞下行，繼續(xù)噴油、燃活塞下行，繼續(xù)噴油、燃燒、近似定壓膨脹，燒、近似定壓膨脹， 4點(diǎn)噴油停點(diǎn)噴油停止，溫度達(dá)止，溫度達(dá)17001800 。45 燃?xì)馀蛎涀鞴?，壓力、溫燃?xì)馀蛎涀鞴?，壓力、溫度下降，活塞到度下降，活塞?點(diǎn)時(shí)，壓力約點(diǎn)時(shí)，壓力約 0.30.5 MPa，溫度約，溫度約500 。4）排氣沖程）排氣沖程5-0：活塞到下死點(diǎn)活塞到下死點(diǎn)5時(shí)，排氣閥打開，時(shí)，排氣閥打開，部分廢氣排出，而活塞移動(dòng)極微，接近定容降

5、壓過部分廢氣排出，而活塞移動(dòng)極微，接近定容降壓過程?；钊_始上行，將氣缸中剩余氣體排出，完成程?；钊_始上行，將氣缸中剩余氣體排出，完成一個(gè)實(shí)際循環(huán)。一個(gè)實(shí)際循環(huán)。19對實(shí)際循環(huán)加以合理的抽象、概括和簡化：對實(shí)際循環(huán)加以合理的抽象、概括和簡化： 1) 忽略實(shí)際過程中進(jìn)、排氣閥的節(jié)流損失；忽略實(shí)際過程中進(jìn)、排氣閥的節(jié)流損失；進(jìn)氣進(jìn)氣過程與排氣過程互相抵消；過程與排氣過程互相抵消；認(rèn)為廢氣與吸入的新鮮認(rèn)為廢氣與吸入的新鮮空氣狀態(tài)相同；忽略噴入的油量，假設(shè)一定量的工空氣狀態(tài)相同；忽略噴入的油量，假設(shè)一定量的工質(zhì)在氣缸中進(jìn)行封閉循環(huán)。質(zhì)在氣缸中進(jìn)行封閉循環(huán)。 2) 假定工質(zhì)是化學(xué)成分不變、比熱容為常數(shù)

6、的理想假定工質(zhì)是化學(xué)成分不變、比熱容為常數(shù)的理想氣體氣體空氣?？諝狻?3)忽略工質(zhì)、活塞、氣缸壁之間的熱交換及摩擦阻忽略工質(zhì)、活塞、氣缸壁之間的熱交換及摩擦阻力，力，認(rèn)為工質(zhì)的膨脹和壓縮過程是可逆絕熱的。認(rèn)為工質(zhì)的膨脹和壓縮過程是可逆絕熱的。 4) 將燃燒過程看成是工質(zhì)從高溫?zé)嵩纯赡嫖鼰徇^程，將燃燒過程看成是工質(zhì)從高溫?zé)嵩纯赡嫖鼰徇^程，將排氣過程看成是工質(zhì)向低溫?zé)嵩纯赡娣艧徇^程。將排氣過程看成是工質(zhì)向低溫?zé)嵩纯赡娣艧徇^程。 5) 忽略工質(zhì)的動(dòng)、位能變化。忽略工質(zhì)的動(dòng)、位能變化。 (2)活塞式內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)活塞式內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)2012：可逆絕熱壓縮過程；可逆絕熱壓縮過程；23：可逆定容加熱過程；

7、可逆定容加熱過程；34：可逆定壓加熱過程；可逆定壓加熱過程；45：可逆絕熱膨脹；可逆絕熱膨脹； 51：可逆定容放熱過程可逆定容放熱過程。 活塞式內(nèi)燃機(jī)理想活塞式內(nèi)燃機(jī)理想混合加熱混合加熱循環(huán)循環(huán)（薩巴德循環(huán)）（薩巴德循環(huán)）21壓縮比壓縮比：升升壓比壓比：預(yù)脹比預(yù)脹比：2. 活塞式內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)分析活塞式內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)分析 為了說明內(nèi)燃機(jī)的工作過程對循環(huán)熱效率的為了說明內(nèi)燃機(jī)的工作過程對循環(huán)熱效率的影響，影響，引入下列內(nèi)燃機(jī)的引入下列內(nèi)燃機(jī)的特性參數(shù)特性參數(shù)： 21vv表示壓縮過程中工質(zhì)體積被壓縮的程度。表示壓縮過程中工質(zhì)體積被壓縮的程度。 23pp表示定容加熱過程工質(zhì)壓力升高的程度。表示定容加

8、熱過程工質(zhì)壓力升高的程度。 34vv表示定壓加熱時(shí)工質(zhì)體積膨脹的程度。表示定壓加熱時(shí)工質(zhì)體積膨脹的程度。 22單位質(zhì)量工質(zhì)的單位質(zhì)量工質(zhì)的吸熱量：吸熱量：1v32p43qcTTcTT單位質(zhì)量工質(zhì)的放熱量：單位質(zhì)量工質(zhì)的放熱量：2v51qcTT循環(huán)熱效率：循環(huán)熱效率：net122t1111wqqqqqq 5132431TTTTTT （1 1） 混合加熱循環(huán)混合加熱循環(huán) 231112112vTTTv133212pTTTp 144313vTTTv 145415vTTTv 各點(diǎn)溫度可由以下過程求得各點(diǎn)溫度可由以下過程求得 ：由可逆定容過程由可逆定容過程23得得 ：由可逆定壓過程由可逆定壓過程34得得

9、：由可逆絕熱過程由可逆絕熱過程45得得 ：由可逆絕熱過程由可逆絕熱過程12得得 ：2451t32431TTTTTT 11111 將各點(diǎn)溫度代入循環(huán)將各點(diǎn)溫度代入循環(huán)熱效率表達(dá)式熱效率表達(dá)式： 由上式可見，混合加熱循環(huán)的熱效率與多種由上式可見，混合加熱循環(huán)的熱效率與多種因素有關(guān)，當(dāng)壓縮比因素有關(guān)，當(dāng)壓縮比 增加、升壓比增加、升壓比 增加以增加以及預(yù)脹比及預(yù)脹比 減少時(shí)，都會(huì)使混合加熱循環(huán)的熱減少時(shí)，都會(huì)使混合加熱循環(huán)的熱效率提高。效率提高。 251（2） 定容加熱循環(huán)定容加熱循環(huán) 汽油機(jī)和煤氣機(jī)的理想循環(huán)汽油機(jī)和煤氣機(jī)的理想循環(huán)循環(huán)熱效率循環(huán)熱效率：t111 定壓預(yù)脹比定壓預(yù)脹比：261（3）定

10、壓加熱循環(huán)）定壓加熱循環(huán) 早期低速柴油機(jī)的理想循環(huán)，現(xiàn)已被淘汰。早期低速柴油機(jī)的理想循環(huán)，現(xiàn)已被淘汰。循環(huán)熱效率循環(huán)熱效率：11111t定容升定容升壓比壓比：273. 影響內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)熱效率的主要因素影響內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)熱效率的主要因素（1 1） 壓縮比壓縮比 的影響的影響 t 汽油燃點(diǎn)低，易爆燃，壓縮比受限制。汽油燃點(diǎn)低，易爆燃，壓縮比受限制。 提高壓縮比是提高內(nèi)燃機(jī)提高壓縮比是提高內(nèi)燃機(jī)循環(huán)熱效率的主要途徑之一循環(huán)熱效率的主要途徑之一 。柴油機(jī)熱效率一般高于汽油機(jī)，但汽油機(jī)小巧。柴油機(jī)熱效率一般高于汽油機(jī)，但汽油機(jī)小巧。一般柴油機(jī)一般柴油機(jī)1422510 一般汽油機(jī)：一般汽油機(jī)：28（2）

11、絕熱指數(shù)絕熱指數(shù) 的影響的影響 t 值大小取決于工質(zhì)的值大小取決于工質(zhì)的種類和溫度種類和溫度 。潛艇用氦氣：潛艇用氦氣：1.6629（3）升壓比）升壓比 和預(yù)脹比和預(yù)脹比 的影響的影響 當(dāng)壓縮比當(dāng)壓縮比 和和絕熱指數(shù)絕熱指數(shù) 一定時(shí)，一定時(shí)，tt304. 三種活塞式內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)的比較三種活塞式內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)的比較（1）進(jìn)氣狀態(tài)、最高壓力、最高溫度彼此相同）進(jìn)氣狀態(tài)、最高壓力、最高溫度彼此相同三種理想循環(huán)的放熱量相同三種理想循環(huán)的放熱量相同 222Vmpqqq三種理想循環(huán)的吸熱量三種理想循環(huán)的吸熱量 111Vmpqqq三種理想循環(huán)的熱效率三種理想循環(huán)的熱效率 t Vtmt p 用下角標(biāo)用下角標(biāo)V、m、p p分別分別代表定容加