第9章气体动力循环专业教育

1、第九章气体动力循环1学习幻灯 分析动力循环的一般方法一、分析动力循环的目的在热力学基本定律的基础上，分析循环能量转化的经济性，寻求提高经济性的方向及途径2学习幻灯二、分析动力循环的一般步骤实际循环（复杂不可逆）吸热、放热、作功、热效率实际循环指导改善可逆理论循环抽象、简化分析3学习幻灯三、分析动力循环主要采用两种方法p 以热力学第一定律为基础的“第一定律分析法”，以能量数量为立足点,以热效率为指标p 以热力学第一定律和第二定律为依据、从能量的数量和品质来分析，以“作功能力损失和火用效率为其指标的第二定律分析法”4学习幻灯四、简化及评价指标u 假设条件p 空气标准假设p 排气过程与燃烧过程假设u

2、 评价标准p 实际循环简化后与同温限的卡诺循环比较p 循环内部热效率5学习幻灯 活塞式内燃机实际循环的简化分类分类：按燃料：煤气机，汽油机，柴油机按点火方式：点燃式，压燃式按冲程：二冲程，四冲程假设假设：空气标准假设闭式理想循环理想循环种类定容加热，定压加热，混合加热6学习幻灯四冲程柴油机示功图7学习幻灯定压燃烧柴油机，定容燃烧汽油机平均有效压力循环净功气缸排量8学习幻灯简化原则为简化原则为: :p进、排气压力相同，进排气推动功相抵消，把开式循环变成闭式循环p把燃烧过程看作是外界对工质的加热过程（定容和定压），把排气过程看成向低温热源可逆定容放热过程p略去压缩过程和膨胀过程中工质与气缸壁之间的

3、热量交换,近似地认为是绝热过程p把循环工质简化为空气，且作理想气体处理，比热容取定值9学习幻灯 活塞式内燃机的理想循环一、混合加热理想循环(萨巴德循环)12 等熵压缩,23 等容吸热,34 定压吸热,45 等熵膨胀,51 定容放热10学习幻灯21vv23pp（）压缩比压缩比：压缩前的比体积与压缩后的比体积之比，它是表征内燃机工作体积大小的结构参数（2）定容升压比定容升压比: : 定容加热后的压力与加热前的压力之比，它是表示内燃机定容燃烧情况的特性参数（3）定压预胀比定压预胀比: : 定压加热后的比体积与加热前的比体积之比，它是表示内燃机定压燃烧情况的特性参数34vv11学习幻灯net1twqn

4、etnet12wqqq342343321ttcttcqqqpv15152ttcqqv循环热效率循环热效率12学习幻灯3423151211ttttttqqtt表示、利用111211221tvvtt有13321223ptttp有14431334vtttv有151515pptt 有51tt13学习幻灯11111t )a) c)bttt14学习幻灯二、定压加热理想循环(狄塞尔循环)121qqt142ttcqv231ttcqp23141ttttt11111t 15学习幻灯三、定容加热理想循环(奥托循环)231ttcqv142ttcqv23141211ttttqqt11111t 16学习幻灯17学习幻灯

5、活塞式内燃机各种理想循环的热力学比较一、压缩比相同、吸热量相同时的比较111vmpqqqpmvqqq222tvtmtp18学习幻灯二、循环最高压力和最高温度相同时的比较222pmvqqqvmpqqq221tptmtv19学习幻灯 燃气轮机装置循环一、燃气轮机装置简介是一种以空气及燃气为工质的热动力设备优点：优点： 其热能转变为机械能的过程是在燃气轮机中实现，它是一种旋转式热力发动机，转速可设计很高，且工作过程连续可在设备重量小，尺寸小的条件下发出很大功率缺点：缺点：叶片材料、设计、加工、装配要求很高用途：用途：飞机、舰船的动力载荷机组,电站机组等20学习幻灯21学习幻灯二、燃气轮机装置定压加热

6、理想循环定压燃烧燃气轮机装置流程示意图如下:燃烧室为定压燃烧，压缩、膨胀过程与绝热相近故定压燃烧燃气轮机装置的理想循环组成如下：绝热压缩、定压吸热、绝热膨胀、定压放热22学习幻灯过程1-2 等熵压缩（压气机内）21pp循环增压比过程2-3 定压吸热（燃烧室内） 循环增温比13tt过程3-4 等熵膨胀（燃气轮机内）过程4-1 定压放热（排气，假想换热器）23学习幻灯热效率热效率t t232323132ttcttchhqpttpm1212113434ppttpptt2314pppp2134tttt212314tttttt121111ttt23141211ttttqqt232323132ttcttc

7、hhqpttpm141414241ttcttchhqpttpm24学习幻灯热效率分析热效率分析无关与3)tatt1net)tbqw一定不变121111ttt netmax) cww一定， 取某值net)dw与 及 的关系1net11)11pc wc t由25学习幻灯 燃气轮机装置的定压加热实际循环1-2a 不可逆绝热压缩 2-3 定压吸热 3-4a 不可逆绝热膨胀 4-1 定压放热26学习幻灯压气机绝热效率压气机绝热效率cs21csc21sawhhwhhc21cs1swhh2121cs1ashhhh27学习幻灯燃气轮机相对内效率燃气轮机相对内效率,34,34t tatt tswhhwhh,34

8、t ttswhh4334tsahhhh28学习幻灯燃气轮机热效率燃气轮机热效率1213231hhhhhhqscsa1243,1hhhhwwwscsstcttnetcsscssstnetihhhhhhhhqw121312431314312,ttttttkksscskkcstkkcsscssstitttttttt1111111213124329学习幻灯 提高燃气轮机装置循环热效率的措施极限回热162531ttcqttcqpp回回循环净功不变30学习幻灯回热度2427hhhh2427tttt31学习幻灯 喷气式发动机简介32学习幻灯定压燃烧喷气式发动机的理论循环及实际循环与燃气轮机装置定压加热循环相同注意：压缩和膨胀过程都分两段15 扩压管压缩，52 压气机压缩23 定压燃烧，36 燃气轮机膨胀作功 64 喷管绝热膨胀作功,加速41定压排气5236433学习幻灯034学习幻灯 习题 某定压加热燃气轮机装置理想循环,参数如下:p1=10150pa,t1=300k,t3=923k,=6.试求：q1,q2; 循环功wnet; 循环热效率; 平均吸热温度和平均放热温度k=1.4,cp=1.03kj/(kgk) 35学习幻灯 习题 内燃机混合加热理想循环.已知p1=0.097mpa,t1=