1、工程熱力學動力設備的不斷發(fā)展工程熱力學如何實現(xiàn)動力轉(zhuǎn)換？工程熱力學氣體動力循環(huán)Gas Power Cycle工程熱力學氣體動力循環(huán)本章基本要求 熟練掌握分析動力循環(huán)的一般方法，活塞式內(nèi)燃機循環(huán)以及燃氣輪機裝置循環(huán)的組成、熱效率計算及提高氣體動力循環(huán)效率的方法和途徑。本章重點熟悉理想氣體動力循環(huán)圖示與計算理想氣體動力循環(huán)的熱力學比較提高燃氣輪機裝置熱效率的熱力學措施工程熱力學動力循環(huán)的分類按工質(zhì)氣體動力循環(huán)：內(nèi)燃機蒸汽動力循環(huán)：外燃機空氣為主的燃氣按理想氣體處理水蒸氣等 實際氣體internal combustion engineexternal combustion engine工程熱力學氣體

2、動力循環(huán)分類氣體動力循環(huán)分類按結(jié)構(gòu)活塞式葉輪式汽車，摩托，小型輪船航空，大型輪船，移動電站聯(lián)合循環(huán)的頂循環(huán)piston engineGas turbine cycle工程熱力學活塞式工程熱力學葉輪式工程熱力學氣體動力循環(huán)分類小型汽車，摩托中、大型汽車，火車，輪船，移動電站汽油機 petrol (gasoline) engine按燃料柴油機diesel engine煤油機 kerosene oil engine航空工程熱力學氣體動力循環(huán)分類點燃式 spark ignition按點燃方式：按沖程數(shù)：四沖程 four-stroke壓燃式 compression ignition二沖程 two-str

3、oke工程熱力學動力循環(huán)研究目的和方法動力循環(huán)：工質(zhì)連續(xù)不斷地將從高溫熱源取得的熱量的一部分轉(zhuǎn)換成對外的凈功研究目的：合理安排循環(huán)，提高熱效率 分析動力循環(huán)的一般步驟 1. 實際循環(huán)（復雜不可逆）實際循環(huán)（復雜不可逆）抽象、簡化抽象、簡化可逆理論循環(huán)可逆理論循環(huán)分析可逆循環(huán)分析可逆循環(huán)影響經(jīng)濟性的主要因素和可能改進途徑影響經(jīng)濟性的主要因素和可能改進途徑實際循環(huán)實際循環(huán)指導改善指導改善2. 分析實際循環(huán)與理論循環(huán)的偏離程度，找出實際分析實際循環(huán)與理論循環(huán)的偏離程度，找出實際 損失的部位、大小、原因及改進辦法損失的部位、大小、原因及改進辦法工程熱力學四沖程汽油機和柴油機 開式開式循環(huán)循環(huán)(open

4、 cycle)； 燃燒、傳熱、排氣、膨脹燃燒、傳熱、排氣、膨脹、 壓縮壓縮均為均為不可逆不可逆； 各環(huán)節(jié)中工質(zhì)各環(huán)節(jié)中工質(zhì)質(zhì)量、成分稍質(zhì)量、成分稍有變化有變化。工程熱力學四沖程高速柴油機工作過程12301 吸空氣pV一般n=1.341.37柴油自燃t=335p02012 多變壓縮p2=35MPat2=6008002 噴柴油2 開始燃燒23 迅速燃燒，近似Vp59MPaAutoiginition工程熱力學四沖程高速柴油機工作過程1234534 邊噴油，邊膨脹pVp0120t4可達170018004 停止噴柴油45 多變膨脹V近似 膨脹pp5=0.30.5MPat550051 開閥排氣， 降壓10

5、 活塞推排氣,完成循環(huán)工程熱力學四沖程高速柴油機的理想化123451. 工質(zhì)pVp0120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. 不可逆可逆工程熱力學活塞式內(nèi)燃機循環(huán)的簡化工程熱力學理想混合加熱循環(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Dual cycle(Sabathe)工程熱力學理想混合加熱循環(huán)的計算12345Ts吸熱量1v32p43qcTTcTT放熱量(取絕對值）2v51qcTT熱效率12t11wqqqq5121324311TTqqTTk TT q =

6、w工程熱力學定義幾個指標性參數(shù)12345pv壓縮比12vv定容增壓比32pp預脹比43vv反映氣缸容積反映供油規(guī)律Compression ratioCutoff ratio工程熱力學理想混合加熱循環(huán)的計算12345Ts熱效率51t32431TTTTk TT 1112112kkvTTTv12vv133212kpTTTp 32pp144313kvTTTv 43vv工程熱力學理想混合加熱循環(huán)的計算12345Ts熱效率51t32431TTTTk TT 145415kkvTTTv t11111kkk 工程熱力學各因素對混合加熱循環(huán)的影響t1.4k 1.3k 1.2k 1、當 、 不變t受氣缸材料限制 一

7、般柴油機1421kt11111kkk 潛艇用氦氣，k=1.66工程熱力學各因素對混合加熱循環(huán)的影響2、當 不變ttt11.523t11111kkk 注意：圖示的研究方法不必記憶 的復雜式t12345pv工程熱力學柴油機與汽油機動力循環(huán)圖示12345pv1234pv柴油機，壓燃式汽油機，點燃式1工程熱力學定容加熱循環(huán)（奧圖OTTO循環(huán))12341234pvTs工程熱力學定容加熱循環(huán)的計算1234Ts吸熱量1v32qcTT放熱量(取絕對值）2v41qcTT熱效率12241t1113211wqqqTTqqqTT 工程熱力學定容加熱循環(huán)的計算定容加熱循環(huán)的計算1234Ts熱效率41t321TTTT 4

8、11322111TTTTTT 1321124kTTvTvT11212111kTTvv 111k 工程熱力學定容加熱循環(huán)的計算t11111kkk 1t111k tk汽油易爆燃一般汽油機510一般柴油機效率高于汽油機的效率但汽油機小巧1421柴油機工程熱力學柴油機與低速柴油機循環(huán)圖示12345pv1234pv柴油機，壓燃式低速柴油機，壓燃式1工程熱力學定壓加熱循環(huán)（狄塞爾Diesel循環(huán))1234pv1234Ts已被淘汰工程熱力學例 題pvO1234Ts3TO1234/kgm974. 0101 .9815.3332873311g1pTRv解：解：點點1/kgm162. 06974. 0312vv1

9、2是定熵過程，有kPa120561 .984 . 112112pvvppK680615.33314 . 11112112TvvTT點點2/kgm162. 0323 vvK1904718. 0879680123VcqTTkPa3374680190412052323TTpp點點3工程熱力學例 題pvO1234Ts3TO1234解：解：點點4/kgm974. 0314 vvK933872974. 0107523g444RvpTkPa2756133744 . 11234334vvpvvppkJ/kg43115.333933718. 0142TTcqVkJ/kg44843187921netqqw510. 087943111 512. 06111112t14 . 11tqq或工程熱力學活塞式內(nèi)燃機循環(huán)比較比較的條件比較的條件壓縮比吸熱量1q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maxp反映材料耐壓、壁厚、成本最高壓力maxT反映材料耐溫比較的對象：混合加熱，定容加熱，定壓加熱工程熱力學和和 相同相同Ts2t11qq tvtmtp2v2m2pqqq平均溫度法1q3m4m123v4v3p4p工程熱力學和和 相同相同Ts211tqq 1p1m1vqq