奧拓循環(huán)的實(shí)際過程

例題7-5內(nèi)燃機(jī)的循環(huán)之一-奧托循環(huán).內(nèi)燃機(jī)利用液體或氣體燃料,直接在氣缸中燃燒,產(chǎn)生巨大的壓強(qiáng)而作功.內(nèi)燃機(jī)的種類很多,我們只舉活塞經(jīng)過四個(gè)過程完成一個(gè)循環(huán)(如圖)的四動程汽油內(nèi)燃機(jī)(奧托循環(huán))為例.說明整個(gè)循環(huán)中各個(gè)分過程的特征,并計(jì)算這一循環(huán)的效率.(1)吸入燃料過程氣缸開始吸入汽油蒸汽及助燃空氣，此時(shí)壓強(qiáng)約等于1.0105Pa，這是個(gè)等壓過程〔圖中過程ab〕。pVV2V1Oabedcp0解：奧托循環(huán)的四個(gè)分過程如下：卡諾循環(huán)整理ppt(2)壓縮過程活塞自右向左移動，將已吸入氣缸內(nèi)的混合氣體加以壓縮，使之體積減小，溫度升高，壓強(qiáng)增大。由于壓縮較快，氣缸散熱較慢，可看作一絕熱過程〔圖中過程bc〕(3)爆炸、作功過程在上述高溫壓縮氣體中，用電火花或其他方式引起燃燒爆炸，氣體壓強(qiáng)隨之驟增，由于爆炸時(shí)間短促，活塞在這一瞬間移動的距離極小，這近似是個(gè)等體過程〔圖中過程cd〕。這一巨大的壓強(qiáng)把活塞向右推動而作功，同時(shí)壓強(qiáng)也隨著氣體的膨脹而降低，爆炸后的作功過程可看成一絕熱過程〔圖中過程de〕?？ㄖZ循環(huán)整理ppt(4)排氣過程開放排氣口，使氣體壓強(qiáng)突然降為大氣壓，這過程近似于一個(gè)等體過程〔圖中過程eb〕，然后再由飛輪的慣性帶動活塞，使之從右向左移動，排出廢氣，這是個(gè)等壓過程〔圖中過程ba〕。嚴(yán)格地說，上述內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行的過程不能看作是個(gè)循環(huán)過程。因?yàn)檫^程進(jìn)行中，最初的工作物為燃料及空氣。后經(jīng)燃燒，工作物變?yōu)槎趸迹葟U氣，從氣缸向外排出不再回復(fù)到初始狀態(tài)。但因內(nèi)燃機(jī)作功主要是在p-V圖上bcdeb這一封閉曲線所代表的過程中，為了分析與計(jì)算的方便，我們可換用空氣作為工作物，經(jīng)歷bcedb這個(gè)循環(huán)，而把它叫做空氣奧托循環(huán)?？ㄖZ循環(huán)整理ppt氣體主要在循環(huán)的等體過程cd中吸熱〔相當(dāng)于在爆炸中產(chǎn)生的熱〕，而在等體過程eb中放熱〔相當(dāng)于隨廢氣而排出的熱〕，設(shè)氣體的質(zhì)量為M，摩爾質(zhì)量為Mmol，摩爾定體熱容為Cv，那么在等體過程cd中，氣體吸取的熱量Q1為：而在等體過程eb中放出的熱量應(yīng)為卡諾循環(huán)整理ppt把氣體看作理想氣體，從絕熱過程de及bc可得如下關(guān)系所以這個(gè)循環(huán)的效率應(yīng)為兩式相減得亦即卡諾循環(huán)整理ppt實(shí)際上汽油機(jī)的效率只有25％左右。式中r=V/V0叫做壓縮比。計(jì)算表明，壓縮比愈大，效率愈高。汽油內(nèi)燃機(jī)的壓縮比不能大于7，否則汽油蒸汽與空氣的混合氣體在尚未壓縮至c點(diǎn)時(shí)溫度已高到足以引起混合氣體燃燒了。設(shè)r=7,=1.4，則卡諾循環(huán)整理ppt實(shí)際上汽油機(jī)的效率只有25％左右。式中r=V/V0叫做壓縮比。計(jì)算表明，壓縮比愈大，效率愈高。汽油內(nèi)燃機(jī)的壓縮比不能大于7，否則汽油蒸汽與空氣