工程热力学第九章气体动力循环

第九章气体动力循环,什么是循环？目的？,学过什么循环？,实际循环是什么样的？,9-1分析动力循环的一般方法,1、基于热力学第一定律2、基于热力学第一定律和第二定律,实际循环理想化的条件和假设空气标准,9-2活塞式内燃机实际循环,点燃式、压燃式,煤气机、汽油机、柴油机,二冲程、四冲程,进气、压缩、燃烧、膨胀、排气，共用两个冲程完成（一个循环）,进气、压缩、燃烧、膨胀、排气，共用四个冲程完成（两个循环）,进气压缩膨胀排气,四冲程柴油机工作原理,空气、油,废气,吸气,压缩，喷油燃烧,膨胀作功,排气,四冲程高速柴油机工作过程,1,2,3,01吸空气,一般n=1.341.37,柴油自燃t=335,p0,2,0,12多变压缩,p2=35MPa,t2=600800,2喷柴油,2开始燃烧,p59MPa,四冲程高速柴油机工作过程,1,2,3,4,5,34边喷油，边膨胀,p,V,p0,1,2,0,t4可达17001800,4停止喷柴油,45多变膨胀,p5=0.30.5MPa,t5500,51开阀排气，降压,10活塞推排气,完成循环,四冲程高速柴油机的理想化,1,2,3,4,5,1.工质,p,V,p0,1,2,0,工质数量不变,定比热理想气体,P-V图p-v图,2.0-1和1-0抵消,开口闭口循环,3.燃烧外界加热,4.排气向外界放热,5.多变绝热,6.不可逆可逆,萨巴德循环,定容升压比=p3/p2,压缩比=v1/v2,定压预胀比=v4/v3,9-3活塞式内燃机理想循环,怎么画状态图?!,混合加热循环。它由定熵压缩过程12、定容加热过程23、定压加热过程34、定熵膨胀过程45、定容放热过程51所组成。,循环参数算什么？怎么算?!,各状态点的状态参数,吸热过程的吸热量,放热过程的放热量,p-v图及T-s图,循环热效率,循环热效率：,循环净功为：,混合加热循环的吸热量：,=,=,在定容加热过程23中加入的热量q1v为：,=,在定压加热过程34中加入的热量q1p为：,=,循环放热量q2(定容放热过程51)为：,=,=,=,=,k=cp/cv,对于定熵压缩过程12：,在定容加热过程23：,在定压加热过程34：,对于定熵膨胀过程45：,定压预胀比=v4/v3,定容升压比=p3/p2,压缩比=v1/v2,循环热效率：,通过数学方法可以证明：混合加热循环的热效率随压缩比、定容升压比两者的增大而增大，随定压预胀比的减小而增大。,定压预胀比1,定容升压比1?!,有其它特殊循环吗？,=1为定压加热循环，其热效率:,=1为定容加热循环，其热效率:,狄塞尔循环,奥托循环,奥托循环,1、保持最高温度不变，提高压缩比？2、保持压缩比，提高q1？,保持最高温度不变，提高压缩比,保持压缩比，提高q1,平均吸热温度提高，平均放热温度降低，循环热效率提高,理论热效率不变，输出功率增大,定容加热理想循环,狄塞尔循环,K1.35,1.5,2.1,2.5,1,压缩比相同，吸热量相同，怎么样,相同，q1相同15ba1面积15ca1tmtp,最高压力、最高温度点重合在点4面积12451面积123451tmtv,如果各循环的最高压力相同、吸热量q1相同。怎么办？,嘿嘿,还有其它的循环吗？,实际循环是否都是由多于四个热力过程组成的？,9-6燃气轮机装置循环,航空燃气涡轮发动机仍属于热机的一种，因此从产生输出能量的原理上讲，燃气涡轮发动机和活塞式发动机是相同的，都需要有进气、加压、燃烧和排气这四个阶段。,大家来试试如何设定假设条件，分析理想循环。,布雷顿循环-定压加热理想循环,循环增压比：循环最高压力与最低压力之比，=p2/p1,循环增温比：循环最高温度与最低温度之比，=T3/T1,循环热效率：,循环放热量q2：,压气机耗功量：,=,=,怎么算?!,燃气轮机输出的功量：,=,循环净功：,循环吸热量q1：,=,=,=,=,面积f21ef,=,面积f34ef,=,=,面积12341,=,=,面积23nm2,=,=,=,面积14nm1,=,=,=,热效率最高时是否循环净功最大？,循环增温比：循环最高温度与最低温度之比，=T3/T1,燃气轮机的工作原理以及理想循环的假设条件,布雷顿循环的各个过程特点、换热量、功量，整个循环的循环净功的表达式，在T-S，P-V图上如何表示,循环增压比，循环增温比的定义,布雷顿循环的效率、最佳增压比的概念,任何动力循环都是以消耗热能为代价以作功为目的,升压是前提,加热是手段,作功是目的,放热是必须,顺序不可变,步骤不可缺,燃气轮机装置的定压加热理想循环中，工质视为空气，进入压气机的温度为17、压力为0.1MPa，循环增压比=6.2，燃气轮机进口温度为870K。试分析此循环。,解：（1）循环各特性点的基本状态参数为：,点1：p1=0.1Mpat1=17T1=290K,点2：p2=p1=0.62Mpa,点3：p3=p2=0.62MpaT3=870K,点4：p4=p1=0.1Mpa,(3)循