第9章氣體動力循環(huán)專業(yè)教育

1、第九章氣體動力循環(huán)1學(xué)習(xí)幻燈 分析動力循環(huán)的一般方法一、分析動力循環(huán)的目的在熱力學(xué)基本定律的基礎(chǔ)上，分析循環(huán)能量轉(zhuǎn)化的經(jīng)濟性，尋求提高經(jīng)濟性的方向及途徑2學(xué)習(xí)幻燈二、分析動力循環(huán)的一般步驟實際循環(huán)（復(fù)雜不可逆）吸熱、放熱、作功、熱效率實際循環(huán)指導(dǎo)改善可逆理論循環(huán)抽象、簡化分析3學(xué)習(xí)幻燈三、分析動力循環(huán)主要采用兩種方法p 以熱力學(xué)第一定律為基礎(chǔ)的“第一定律分析法”，以能量數(shù)量為立足點,以熱效率為指標(biāo)p 以熱力學(xué)第一定律和第二定律為依據(jù)、從能量的數(shù)量和品質(zhì)來分析，以“作功能力損失和火用效率為其指標(biāo)的第二定律分析法”4學(xué)習(xí)幻燈四、簡化及評價指標(biāo)u 假設(shè)條件p 空氣標(biāo)準(zhǔn)假設(shè)p 排氣過程與燃燒過程假設(shè)u

2、 評價標(biāo)準(zhǔn)p 實際循環(huán)簡化后與同溫限的卡諾循環(huán)比較p 循環(huán)內(nèi)部熱效率5學(xué)習(xí)幻燈 活塞式內(nèi)燃機實際循環(huán)的簡化分類分類：按燃料：煤氣機，汽油機，柴油機按點火方式：點燃式，壓燃式按沖程：二沖程，四沖程假設(shè)假設(shè)：空氣標(biāo)準(zhǔn)假設(shè)閉式理想循環(huán)理想循環(huán)種類定容加熱，定壓加熱，混合加熱6學(xué)習(xí)幻燈四沖程柴油機示功圖7學(xué)習(xí)幻燈定壓燃燒柴油機，定容燃燒汽油機平均有效壓力循環(huán)凈功氣缸排量8學(xué)習(xí)幻燈簡化原則為簡化原則為: :p進、排氣壓力相同，進排氣推動功相抵消，把開式循環(huán)變成閉式循環(huán)p把燃燒過程看作是外界對工質(zhì)的加熱過程（定容和定壓），把排氣過程看成向低溫?zé)嵩纯赡娑ㄈ莘艧徇^程p略去壓縮過程和膨脹過程中工質(zhì)與氣缸壁之間的

3、熱量交換,近似地認為是絕熱過程p把循環(huán)工質(zhì)簡化為空氣，且作理想氣體處理，比熱容取定值9學(xué)習(xí)幻燈 活塞式內(nèi)燃機的理想循環(huán)一、混合加熱理想循環(huán)(薩巴德循環(huán))12 等熵壓縮,23 等容吸熱,34 定壓吸熱,45 等熵膨脹,51 定容放熱10學(xué)習(xí)幻燈21vv23pp（）壓縮比壓縮比：壓縮前的比體積與壓縮后的比體積之比，它是表征內(nèi)燃機工作體積大小的結(jié)構(gòu)參數(shù)（2）定容升壓比定容升壓比: : 定容加熱后的壓力與加熱前的壓力之比，它是表示內(nèi)燃機定容燃燒情況的特性參數(shù)（3）定壓預(yù)脹比定壓預(yù)脹比: : 定壓加熱后的比體積與加熱前的比體積之比，它是表示內(nèi)燃機定壓燃燒情況的特性參數(shù)34vv11學(xué)習(xí)幻燈net1twqn

4、etnet12wqqq342343321ttcttcqqqpv15152ttcqqv循環(huán)熱效率循環(huán)熱效率12學(xué)習(xí)幻燈3423151211ttttttqqtt表示、利用111211221tvvtt有13321223ptttp有14431334vtttv有151515pptt 有51tt13學(xué)習(xí)幻燈11111t )a) c)bttt14學(xué)習(xí)幻燈二、定壓加熱理想循環(huán)(狄塞爾循環(huán))121qqt142ttcqv231ttcqp23141ttttt11111t 15學(xué)習(xí)幻燈三、定容加熱理想循環(huán)(奧托循環(huán))231ttcqv142ttcqv23141211ttttqqt11111t 16學(xué)習(xí)幻燈17學(xué)習(xí)幻燈

5、活塞式內(nèi)燃機各種理想循環(huán)的熱力學(xué)比較一、壓縮比相同、吸熱量相同時的比較111vmpqqqpmvqqq222tvtmtp18學(xué)習(xí)幻燈二、循環(huán)最高壓力和最高溫度相同時的比較222pmvqqqvmpqqq221tptmtv19學(xué)習(xí)幻燈 燃氣輪機裝置循環(huán)一、燃氣輪機裝置簡介是一種以空氣及燃氣為工質(zhì)的熱動力設(shè)備優(yōu)點：優(yōu)點： 其熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的過程是在燃氣輪機中實現(xiàn)，它是一種旋轉(zhuǎn)式熱力發(fā)動機，轉(zhuǎn)速可設(shè)計很高，且工作過程連續(xù)可在設(shè)備重量小，尺寸小的條件下發(fā)出很大功率缺點：缺點：葉片材料、設(shè)計、加工、裝配要求很高用途：用途：飛機、艦船的動力載荷機組,電站機組等20學(xué)習(xí)幻燈21學(xué)習(xí)幻燈二、燃氣輪機裝置定壓加熱

6、理想循環(huán)定壓燃燒燃氣輪機裝置流程示意圖如下:燃燒室為定壓燃燒，壓縮、膨脹過程與絕熱相近故定壓燃燒燃氣輪機裝置的理想循環(huán)組成如下：絕熱壓縮、定壓吸熱、絕熱膨脹、定壓放熱22學(xué)習(xí)幻燈過程1-2 等熵壓縮（壓氣機內(nèi)）21pp循環(huán)增壓比過程2-3 定壓吸熱（燃燒室內(nèi)） 循環(huán)增溫比13tt過程3-4 等熵膨脹（燃氣輪機內(nèi)）過程4-1 定壓放熱（排氣，假想換熱器）23學(xué)習(xí)幻燈熱效率熱效率t t232323132ttcttchhqpttpm1212113434ppttpptt2314pppp2134tttt212314tttttt121111ttt23141211ttttqqt232323132ttcttc

7、hhqpttpm141414241ttcttchhqpttpm24學(xué)習(xí)幻燈熱效率分析熱效率分析無關(guān)與3)tatt1net)tbqw一定不變121111ttt netmax) cww一定， 取某值net)dw與 及 的關(guān)系1net11)11pc wc t由25學(xué)習(xí)幻燈 燃氣輪機裝置的定壓加熱實際循環(huán)1-2a 不可逆絕熱壓縮 2-3 定壓吸熱 3-4a 不可逆絕熱膨脹 4-1 定壓放熱26學(xué)習(xí)幻燈壓氣機絕熱效率壓氣機絕熱效率cs21csc21sawhhwhhc21cs1swhh2121cs1ashhhh27學(xué)習(xí)幻燈燃氣輪機相對內(nèi)效率燃氣輪機相對內(nèi)效率,34,34t tatt tswhhwhh,34

8、t ttswhh4334tsahhhh28學(xué)習(xí)幻燈燃氣輪機熱效率燃氣輪機熱效率1213231hhhhhhqscsa1243,1hhhhwwwscsstcttnetcsscssstnetihhhhhhhhqw121312431314312,ttttttkksscskkcstkkcsscssstitttttttt1111111213124329學(xué)習(xí)幻燈 提高燃氣輪機裝置循環(huán)熱效率的措施極限回?zé)?62531ttcqttcqpp回回循環(huán)凈功不變30學(xué)習(xí)幻燈回?zé)岫?427hhhh2427tttt31學(xué)習(xí)幻燈 噴氣式發(fā)動機簡介32學(xué)習(xí)幻燈定壓燃燒噴氣式發(fā)動機的理論循環(huán)及實際循環(huán)與燃氣輪機裝置定壓加熱循環(huán)相同注意：壓縮和膨脹過程都分兩段15 擴壓管壓縮，52 壓氣機壓縮23 定壓燃燒，36 燃氣輪機膨脹作功 64 噴管絕熱膨脹作功,加速41定壓排氣5236433學(xué)習(xí)幻燈034學(xué)習(xí)幻燈 習(xí)題 某定壓加熱燃氣輪機裝置理想循環(huán),參數(shù)如下:p1=10150pa,t1=300k,t3=923k,=6.試求：q1,q2; 循環(huán)功wnet; 循環(huán)熱效率; 平均吸熱溫度和平均放熱溫度k=1.4,cp=1.03kj/(kgk) 35學(xué)習(xí)幻燈 習(xí)題 內(nèi)燃機混合加熱理想循環(huán).已知p1=0.097mpa,t1=