活塞发动机第一章.ppt.ppt

第一章基础知识 一 气体气流的基本知识二 燃烧的基本知识三 奥拓循环及热力学第二定律 1 1气体的基本知识 1 工质定义 热机工作时 完成能量转化所赖以的媒介物质叫工作介质 简称工质 1 工质气体具有良好的膨胀性 压缩性和流动性 易于实现能量转换 航空发动机选择气体作为工质 1 1气体的基本知识 2 理想气体 定义 分子本身只有质量而不占有体积 分子之间不存在吸引力的气体 定义 描述气体状态的物理量 常见的气体状态参数 比容 压力和温度 3 气体的状态参数 1 1气体的基本知识 比容定义 单位质量的气体所占有的容积 公式 单位 物理意义 描述气体分子的疏密程度 1 1气体的基本知识 3 气体的状态参数 温度 定义 确定一个系统与其他系统是否处于热平衡的共同特性定义 气体的温度描述了气体的冷热程度 是分子热运动平均移动动能的度量 1 1气体的基本知识 3 气体的状态参数 常用温标 摄氏温标 单位代号 用于发动机滑油温度 气缸头温度和排气温度 华氏温标 单位代号 英美制发动机的滑油温度 汽缸头温度等的度量常用绝对温标 开氏温标 单位代号 K主要用于热力学计算 1 1气体的基本知识 3 气体的状态参数 1 1气体的基本知识 常用温标 3 气体的状态参数 压力 定义 垂直作用在单位面积上的力符号 P国际单位帕斯卡 1 1气体的基本知识 1 1气体的基本知识 3 气体的状态参数 常用压力单位 1 1气体的基本知识 常用压力单位 1 1气体的基本知识 压力 1 1气体的基本知识 压力 4 气体的状态方程 1 1气体的基本知识 5 气体的热力过程 1 1气体的基本知识 1 稳定流动与流体的连续性 稳定流动的定义 流体在空间各点的流动参数不随时间的变化的流动 也叫定常流动 1 2气流的基本知识 2 音速和马赫数 音速 音速的定义 若扰动波在介质中的传播 用a表示 1 2气流的基本知识 音速公式 气体音速公式 空气音速公式 1 2气流的基本知识 2 音速和马赫数 音速 音速描述了介质的压缩性 马赫数 马赫数的定义 气流中任一点处的流速与该点处气流的音速的比值 1 2气流的基本知识 2 音速和马赫数 通过M数大小 将气流分为 M数不仅可以描述一定音速下的气流速度 更重要的是可以反映气流的压缩性 通过M数可以将气体分为 1 2气流的基本知识 2 音速和马赫数 3 气流的滞止参数定义 按一定的过程将气流阻滞到速度为零时的气流的参数 包括 总温 总压等 1 2气流的基本知识 总温定义 气流绝能地阻滞到速度为零时间的气体的温度 用表示 1 2气流的基本知识 3 气流的滞止参数 总温公式 总温公式热障 总温的物理意义 气流的总能量太小 气体绝能流动时总温不变 1 2气流的基本知识 3 气流的滞止参数 总压 定义 气流绝能 无摩擦的阻滞到速度为零时间的气体的压力 用表示 1 2气流的基本知识 3 气流的滞止参数 总压的物理意义 气体的机械能大小和气体膨胀做功的能力 气体绝能 无摩擦流动时总压不变 总压公式 1 2气流的基本知识 总压公式 总压 3 气流的滞止参数 总压和静压的测量 1 2气流的基本知识 总压 1 2气流的基本知识 1 2气流的基本知识 总压和静压的测量的应用 总压 4 管道中气流参数的变化 公式 收敛型管道 1 2气流的基本知识 1 2气流的基本知识 1 2气流的基本知识 4 管道中气流参数的变化 收敛型管道 1 2气流的基本知识 4 管道中气流参数的变化 收敛 扩散型管道 拉瓦尔管 1 2气流的基本知识 1 燃烧的实质 燃烧是物质产生发光 发热的化学反应 燃烧产物中若无可燃烧物质的燃烧叫完全燃烧 否则 叫不完全燃烧 1 3燃烧的基本知识 2 余气系数和油气比 理论空气量的定义 1kg燃料完全燃烧所需要的最少空气量 用L理表示 近似讲 在常规大气条件下汽油或煤油的L理为15kg空气 kg燃料 余气系数的定义 混合气中实际空气量与理论空气量的比值 用 表示 1 3燃烧的基本知识 余气系数的大小可以较为直观的反应混合气贫 富油程度 1 3燃烧的基本知识 2 余气系数和油气比 油气比的定义 混合气中燃料的质量与空气的质量的比值 油气比的定义 混合气中燃料的重量和空气的重量的比值油气比与余气系数的关系 1 3燃烧的基本知识 2 余气系数和油气比 3 燃料的热值 高热值H高 1kg燃料完全燃烧后 将燃烧产物冷却到起始温度 所放出的热量 低热值H低 1kg燃料完全燃烧后 不计入燃烧产物冷却到起始温度所放出的那部分热量得到的热值 发动机燃料的热值是低热值 1 3燃烧的基本知识 4 混合气的放热量 余气系数稍小于1时 约为0 97 混合气放热量最大 1 3燃烧的基本知识 1 混合气着火 定义 混合气温度达到一定的数值时 开始出现火焰而燃烧起来的现象 着火温度 混合气着火所需要的最低温度使混合气开始着火的方法 1 点燃 航空发动机 2 压燃 柴油发动机 1 3燃烧的基本知识 火焰的传播 2 混合气中火焰的传播 静止混合气中火焰的传播 火焰传播速度 火焰前锋相对于新鲜混合气向前推进的速度 用VP表示 1 3燃烧的基本知识 火焰的传播 火焰前锋保持不动 必须Vp V流动 1 3燃烧的基本知识 2 混合气中火焰的传播 层流混合气中火焰的传播 1 3燃烧的基本知识 火焰的传播 1 3燃烧的基本知识 火焰的传播 2 混合气中火焰的传播 紊流混合气中火焰的传播 1 3燃烧的基本知识 火焰的传播 3 影响火焰传播速度的因素 混合气性质 1 3燃烧的基本知识 火焰的传播 混合气的余气系数 1 3燃烧的基本知识 火焰的传播 3 影响火焰传播速度的因素 混合气的初温 初压 初温Vp初压Vp 1 3燃烧的基本知识 火焰的传播 3 影响火焰传播速度的因素 气体的紊流强度 紊流强度Vp 1 3燃烧的基本知识 火焰的传播 3 影响火焰传播速度的因素 点火能量 点火能量Vp 1 3燃烧的基本知识 火焰的传播 3 影响火焰传播速度的因素 1 3燃烧的基本知识 火焰的传播 3 影响火焰传播速度的因素 1 奥托循环 奥托循环P v图 1 4奥拓循环及热力学第二定律 奥托循环热效率定义一次循环中 一千克工质气体对发动机所做的功与燃料加给它的热量比值 用表示奥托循环效率公式 1 4奥拓循环及热力学第二定律 1 奥托循环 压缩比 1 4奥拓循环及热力学第二定律 1 奥托循环 压缩比和热效率的关系 1 4奥拓循环及热力学第二定律 1 奥托循环 2 热力学第二定律 自发过程的不可