第八章

氣體動力循環(huán)GasPowerCycle動力循環(huán)研究目的和分類動力循環(huán)：工質連續(xù)不斷地將從高溫熱源取得的熱量的一部分轉換成對外的凈功按工質氣體動力循環(huán)：內燃機蒸汽動力循環(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研究目的：合理安排循環(huán)，提高熱效率internalcombustionengineexternalcombustionengine氣體動力循環(huán)分類按結構活塞式葉輪式汽車，摩托，小型輪船航空，大型輪船，移動電站聯合循環(huán)的頂循環(huán)pistonengineGasturbinecycle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dieselengine煤油機

keroseneoilengine航空氣體動力循環(huán)分類點燃式

sparkignition按點燃方式：按沖程數：四沖程

four-stroke壓燃式

compressionignition二沖程

two-stroke動力循環(huán)研究方法實際動力循環(huán)非常復雜不可逆，多變指數變化，燃燒等工程熱力學研究方法，先對實際動力循環(huán)進行抽象和理想化，形成各種理想循環(huán)進行分析，最后進行修正。空氣廢氣吸氣壓縮膨脹排氣油活塞式內燃機動力循環(huán)四沖程高速柴油機工作過程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’=3.5~5MPat2’=600~800℃2’

噴柴油2

開始燃燒2—3

迅速燃燒，近似Vp↑5~9MPa四沖程高速柴油機工作過程123453—4

邊燃燒，邊膨脹pVp01’2’0t4可達1700~1800℃4

燃燒結束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)四沖程高速柴油機的理想化123451.

工質pVp01’2’0工質數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)的計算12345Ts吸熱量放熱量(取絕對值）熱效率定義幾個指標性參數12345pv壓縮比定容增壓比預脹比反映氣缸容積反映供油規(guī)律CompressionratioCutoffratio理想混合加熱循環(huán)的計算12345Ts熱效率理想混合加熱循環(huán)的計算12345Ts熱效率定壓加熱循環(huán)（狄塞爾循環(huán))1234pv1234Ts定壓加熱循環(huán)的計算1234Ts吸熱量放熱量(取絕對值）熱效率定容加熱循環(huán)（奧托循環(huán))12341234pvTs定容加熱循環(huán)的計算1234Ts吸熱量放熱量(取絕對值）熱效率定容加熱循環(huán)的計算1234Ts熱效率定容加熱循環(huán)的計算汽油易爆燃一般汽油機一般柴油機效率高于汽油機的效率但汽油機小巧柴油機14-20活塞式內燃機循環(huán)比較比較的條件壓縮比吸熱量反映氣缸結構尺寸、工藝材料反映作功量（馬力）最高壓力反映材料耐壓、壁厚、成本最高溫度反映材料耐溫比較的對象：混合加熱，定容加熱，定壓加熱和相同Ts平均溫度法3m4m123v4v3p4p和相同Ts相等12v342m2p和相同3p4mTs2p3m12v4v3v4p2m1234壓氣機燃氣輪機燃燒室1）工質：數量不變，定比熱理想氣體理想化：2）閉口循環(huán)3）可逆過程CompressorTurbine燃氣輪機循環(huán)（布雷頓循環(huán)）pvTs12341234布雷頓循環(huán)的T-s

和p-v

圖布雷頓循環(huán)的計算Ts1234吸熱量：放熱量：熱效率：勃雷登循環(huán)熱效率的計算Ts1234熱效率：熱效率表達式似乎與卡諾循環(huán)一樣勃雷登循環(huán)熱效率的計算Ts1234熱效率：定義：壓比Pressureratio勃雷登循環(huán)凈功的計算Ts1234定義：循環(huán)增溫比對凈功的影響Ts12343’4’當不變不變但T3受材料耐熱限制對凈功的影響Ts當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)凈功燃氣輪機的實際循環(huán)Ts1234壓氣機：不可逆絕熱壓縮燃氣輪機：不可逆絕熱膨脹2’4’定義：壓氣機絕熱效率燃氣輪機相對內效率燃氣輪機的實際循環(huán)的凈功Ts12342’4’凈功吸熱量燃氣輪機的實際循環(huán)的熱效率Ts12342’4’熱效率影響燃氣