1、第六章 氣體動力循環(huán),動力循環(huán)研究目的和分類,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,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,研究目的：合理安排循環(huán)，提高熱效率,氣體動力循環(huán)分類,按結(jié)構(gòu),活塞式,葉輪式,小型汽車，摩托,中、大型汽車，火車，輪船 移動電站,汽油機,點燃式，壓燃式,汽車，摩托，小型輪船,按燃料,航空，大型輪船，移動電站,柴油機,煤油機,航空,按點燃方式：,活塞式汽車發(fā)動機構(gòu)造,火花塞 2-氣缸蓋 3-出水口 4-氣缸 5-活塞 6-水套 7-水泵 8-活塞銷 9-進水口 10-連桿 1

2、1-飛輪 12-曲軸 13-機油管 14-曲軸箱 15-機油泵 16-曲軸正時齒輪 17-凸輪正時齒輪 18-凸輪軸 19-排氣管 20-進氣管 21-進氣門 22排氣門 23-化油器,開式循環(huán)(open cycle)； 燃燒、傳熱、排氣、膨脹、壓縮均為不可逆； 各環(huán)節(jié)中工質(zhì)質(zhì)量、成分稍有變化。,1活塞式內(nèi)燃機循環(huán)特點,61 活塞式內(nèi)燃機的混合加熱循環(huán),2、活塞式內(nèi)燃機循環(huán)的簡化,01 吸氣 12 壓縮 23 噴油、燃燒 34 燃燒 45 膨脹作功 50 排氣,簡化：引用空氣標準假設(shè),燃燒2-3等容吸熱+3-4定壓吸熱,排氣5-1等容放熱,壓縮、膨脹1-2及4-5等熵過程,吸、排氣線重合、忽略

3、,燃油質(zhì)量忽略,燃氣成分改變忽略,3 活塞式內(nèi)燃機的理想循環(huán),1. p-v圖及T-s圖,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,特性參數(shù)：,壓縮比(compression ratio),定容增壓比(pressure ratio),定壓預(yù)脹比 (cutoff ratio),2. 循環(huán)熱效率,利用,表示,兩式相除，考慮到,把T2、T3、T4和T5代入,求,討論：,歸納： a.吸熱前壓縮氣體，提高平均吸熱溫度是提高熱效率的重要措施，是卡諾循環(huán)，第二定律對實際循環(huán)的指導。 b.利用T-s圖分析循環(huán)較方便。 c.同時考慮q1和q2或T1m和T2m平均。,一、定

4、容加熱理想循環(huán)(Otto cycle),62 活塞式內(nèi)燃機的定容加熱循環(huán)和定壓加熱循環(huán),討論：,c ) 重負荷（q1 ）時內(nèi)部熱效率下降，因溫度上升使 ，造成熱效率下降,二、定壓加熱理想循環(huán)(Diesel cycle),討論：,63 活塞式內(nèi)燃機各種循環(huán)的比較,一、進氣狀態(tài)、壓縮比相同，吸熱量相同時的比較,或,二、進氣狀態(tài)、循環(huán)pmax、Tmax相同時的比較,或,6-5 燃氣輪機裝置循環(huán),一、燃氣輪機裝置簡介(軸流式燃氣輪機 ),小型燃氣輪機,構(gòu)成 壓氣機 燃燒室 燃氣輪機,特點 1.開式循環(huán)，工質(zhì)流動； 2.運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，連續(xù)輸出功； 3.啟動快，達滿負荷快； 4.壓氣機消耗了燃氣輪機產(chǎn)生的部分

5、 功率。,用途 飛機、艦船的動力載荷機組，電站峰荷機組(等。,二、定壓加熱理想循環(huán),1-2 等熵壓縮（壓氣機內(nèi)）,2-3 定壓吸熱（燃燒室內(nèi)）,3-4 等熵膨脹（燃氣輪機內(nèi)）,4-1 定壓放熱（排氣，假想換熱器）,循環(huán)增壓比,循環(huán)增溫比,三、定壓加熱理想循環(huán)分析,1.熱效率t,注意：式中T1、T2并非指高溫 熱源，低溫熱源。,四 提高燃氣輪機裝置熱效率的熱力學措施,(一）回熱（regeneration）,討論,分級壓縮，中間冷卻 （multistage compression ， intervening cooling ）,（二） 分級壓縮，中間冷卻,回熱基礎(chǔ)上,壓氣機耗功很大,分級壓縮可降低

6、壓氣機耗功,循環(huán)12341：,循環(huán)1567341：,循環(huán)12341,循環(huán)67256,循環(huán)67256：,采用分級壓縮，中間冷卻后t？,+,回熱基礎(chǔ)上分級壓縮中間冷卻,（三）、回熱基礎(chǔ)上分級膨脹，中間加熱,循環(huán)12389101= 循環(huán)127101-循環(huán)37983,若無回熱,若回熱 循環(huán)12389101與循環(huán)12341 比較T1m上升，T2m下降,（四）回熱基礎(chǔ)上 分級壓縮，中間冷卻；分級膨脹，中間加熱,當分級壓縮中間冷卻；分級膨脹中間再熱，級數(shù)趨向無窮 多時，定壓加熱理想循環(huán)趨于概括性卡諾循環(huán)。,66 噴氣發(fā)動機簡介,定壓燃燒噴氣式發(fā)動機(jet engine)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。,人有了知識，就會具備各種分析能力， 明辨是非的能力。 所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀， 古人說“書中自有黃金屋。 ”通過閱讀科技書籍，我們能豐富知識， 培養(yǎng)邏輯