工程熱力學(xué)第十二章-中歐學(xué)院課件

第十二章

氣體動(dòng)力循環(huán)動(dòng)力循環(huán)研究目的和分類動(dòng)力循環(huán)：工質(zhì)連續(xù)不斷地將從高溫?zé)嵩慈〉玫臒崃康囊徊糠洲D(zhuǎn)換成對(duì)外的凈功按工質(zhì)氣體動(dòng)力循環(huán)：內(nèi)燃機(jī)蒸汽動(dòng)力循環(huán)：外燃機(jī)空氣為主的燃?xì)獍蠢硐霘怏w處理水蒸氣等實(shí)際氣體研究目的：合理安排循環(huán)，提高熱效率氣體動(dòng)力循環(huán)分類按結(jié)構(gòu)活塞式葉輪式汽車，摩托，小型輪船大型輪船，移動(dòng)電站噴氣式航空氣體動(dòng)力循環(huán)分類點(diǎn)燃式按點(diǎn)燃方式：按沖程數(shù)：四沖程壓燃式二沖程動(dòng)力循環(huán)研究方法實(shí)際動(dòng)力循環(huán)非常復(fù)雜不可逆，多變指數(shù)變化，燃燒等工程熱力學(xué)研究方法，先對(duì)實(shí)際動(dòng)力循環(huán)進(jìn)行抽象和理想化，形成各種理想循環(huán)進(jìn)行分析，最后進(jìn)行修正。§12-1燃?xì)廨啓C(jī)裝置定壓加熱理想循環(huán)

（勃萊敦循環(huán)BraytonCycle）用途：

航空發(fā)動(dòng)機(jī)尖峰電站移動(dòng)電站大型輪船勃萊敦循環(huán)示意圖和理想化1234壓氣機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室1）工質(zhì)：數(shù)量不變，定比熱理想氣體理想化：2）閉口循環(huán)3）可逆過(guò)程勃萊敦循環(huán)的計(jì)算Ts1234吸熱量：放熱量：熱效率：勃萊敦循環(huán)熱效率的計(jì)算Ts1234熱效率：定義：壓比對(duì)凈功的影響Ts12343’4’當(dāng)不變不變但T3受材料耐熱限制對(duì)凈功的影響Ts當(dāng)不變太大太小存在最佳，使最大最佳增壓比（w凈）的求解Ts令最大循環(huán)凈功§12-2燃?xì)廨啓C(jī)的實(shí)際循環(huán)Ts1234壓氣機(jī)：不可逆絕熱壓縮燃?xì)廨啓C(jī)：不可逆絕熱膨脹2’4’定義：壓氣機(jī)絕熱效率燃?xì)廨啓C(jī)相對(duì)內(nèi)效率燃?xì)廨啓C(jī)的實(shí)際循環(huán)的凈功Ts12342’4’凈功吸熱量影響燃?xì)鈾C(jī)實(shí)際循環(huán)熱效率的因素··一定，·一定，有最佳

·右移§12-3提高燃?xì)廨啓C(jī)熱效率的其他途徑2若使T4T4在500oC以上134Ts不可能如果T4>T2預(yù)熱空氣，回?zé)嵋?、回?zé)峄責(zé)嵩赥s

圖上的表示2134Ts4R2R2A理想回?zé)幔簩?shí)際回?zé)?定義：回?zé)岫纫话闳?.6~0.92R4R2A壓氣機(jī)間冷的圖示1234燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室間冷器5壓氣機(jī)62’壓氣機(jī)間冷熱效率的推導(dǎo)當(dāng)間冷＋回?zé)崾疽鈭D134燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室間冷器5壓氣機(jī)62’回?zé)崞?R2R間冷＋回?zé)嵩赥s圖上的表示2134Ts2’654R2R結(jié)論：再熱在Ts圖上的表示213Ts3’4’45結(jié)論：再熱＋回?zé)崾疽鈭D1234’壓氣機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室2回?zé)崞魅紵?4R2R53’再熱＋回?zé)嵩赥s圖上的表示213Ts3’4’4結(jié)論：54R2R再熱+間冷+回?zé)崾疽鈭D1234壓氣機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室2回?zé)崞鏖g冷器燃燒室12R4R結(jié)論：再熱+間冷+回?zé)嵩赥s圖上的表示3Ts2142R4R無(wú)窮多級(jí)的極限情況2134Ts兩個(gè)等溫過(guò)程兩個(gè)等壓過(guò)程+回?zé)岣爬ㄐ钥ㄖZ循環(huán)級(jí)數(shù)越多，越復(fù)雜，造價(jià)越高，一般2~3級(jí)§12-4活塞式內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力循環(huán)一、四沖程高速柴油機(jī)（混合加熱循環(huán)）四沖程柴油機(jī)工作原理空氣、油廢氣吸氣壓縮膨脹排氣四沖程高速柴油機(jī)工作過(guò)程1230—1

吸空氣pV一般n=1.34~1.37柴油自燃t=335℃p02’01—2’

多變壓縮p2’=3~5MPat2’=600~800℃2’

噴柴油2

開始燃燒2—3

迅速燃燒，近似Vp↑5~9MPa四沖程高速柴油機(jī)工作過(guò)程123453—4

邊噴油，邊膨脹pVp01’2’0t4可達(dá)1700~1800℃4

停止噴柴油4—5

多變膨脹V近似膨脹pp5=0.3~0.5MPat5500℃5—1’

開閥排氣，降壓1’—0

活塞推排氣,完成循環(huán)四沖程高速柴油機(jī)的理想化123451.

工質(zhì)pVp01’2’0工質(zhì)數(shù)量不變定比熱理想氣體P-V圖p-v圖2.

0-1和1’-0抵消開口閉口循環(huán)3.

燃燒外界加熱4.

排氣向外界放熱5.

多變絕熱6.

不可逆可逆理想混合加熱循環(huán)（薩巴德循環(huán)）1234512345pvTs分析循環(huán)吸熱量，放熱量，熱效率和功量理想混合加熱循環(huán)的計(jì)算12345Ts吸熱量放熱量(取絕對(duì)值）熱效率定義幾個(gè)指標(biāo)性參數(shù)12345pv壓縮比定容升壓比定壓預(yù)脹比反映氣缸容積反映供油規(guī)律理想混合加熱循環(huán)的計(jì)算12345Ts熱效率理想混合加熱循環(huán)的計(jì)算12345Ts熱效率各因素對(duì)混合加熱循環(huán)的影響1、當(dāng)

、不變受氣缸材料限制一般柴油機(jī)潛艇用氦氣，k=1.66各因素對(duì)混合加熱循環(huán)的影響2、當(dāng)不變注意：圖示的研究方法不必記憶的復(fù)雜式12345pv柴油機(jī)與汽油機(jī)動(dòng)力循環(huán)圖示12345pv1234pv柴油機(jī)，壓燃式汽油機(jī)，點(diǎn)燃式定容加熱循環(huán)（奧托OTTO循環(huán))12341234pvTs定容加熱循環(huán)的計(jì)算1234Ts吸熱量放熱量(取絕對(duì)值）熱效率定容加熱循環(huán)的計(jì)算1234Ts熱效率定容加熱循環(huán)的計(jì)算汽油易爆燃一般汽油機(jī)一般柴油機(jī)效率高于汽油機(jī)的效率但汽油機(jī)小巧柴油機(jī)與低速柴油機(jī)循環(huán)圖示12345pv1234pv柴油機(jī)，壓燃式低速柴油機(jī)，壓燃式定壓加熱循環(huán)（狄塞爾Diesel循環(huán))1234pv1234Ts定壓加熱循環(huán)的計(jì)算1234Ts吸熱量放熱量(取絕對(duì)值）熱效率定壓加熱循環(huán)的計(jì)算熱效率當(dāng)

不變當(dāng)

不變已被淘汰活塞式內(nèi)燃機(jī)循環(huán)比較比較的條件壓縮比吸熱量反映氣缸結(jié)構(gòu)尺寸、工藝材料反映作功量（馬力）最高壓力反映材料耐壓、壁厚、成本最高壓力反映材料耐溫比較的對(duì)象：混合加熱，定容加熱，