三中热机的效率ppt

1、3 3、热机、热机定义：定义：将内能转化为机械能的将内能转化为机械能的机器机器热机热机的原理的原理: :燃料燃烧时将燃料燃烧时将化学化学能能转化为转化为内能内能，然，然后通过做功将后通过做功将内能内能转化为转化为机械能机械能热机的种类热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机燃料直接在发动机气燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力缸内燃烧产生动力 的的热机。热机。1.内燃机定义内燃机定义：2.2.内燃机种内燃机种类类汽油机汽油机柴油机柴油机1.吸气冲程吸气冲程汽油和汽油和空气空气压缩冲程压缩冲程 机械能转机械能转化为内能化为内能。做功冲程做功冲程 内能转内能转化为机化为机械能。械能。排气冲程排

2、气冲程燃烧后的废气燃烧后的废气 4. 4. 一个工作循环由一个工作循环由四个冲程组成，四个冲程组成，曲轴曲轴（或飞轮）（或飞轮）转动两周，转动两周，活塞往复两次活塞往复两次，对外对外做功一次做功一次4.4.除了做功除了做功冲程，其他冲程，其他三个冲程都三个冲程都是靠是靠飞轮飞轮的惯性的惯性来来工作的工作的2 2、柴油机的构造、柴油机的构造喷油嘴喷油嘴进气门进气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门气缸气缸曲轴曲轴火花塞火花塞柴油机工作原理柴油机工作原理吸气冲程吸气冲程 压缩冲程压缩冲程 做功冲程做功冲程 排气冲程排气冲程吸气冲程吸气冲程空气空气 进气门打开，进气门打开，排气门关闭。排气门关闭。活塞由上

3、端向活塞由上端向下端运动，将下端运动，将空气吸进气缸空气吸进气缸。压缩冲程压缩冲程 进气门和排气门都关进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，塞把空气压缩得很小，空气的空气的压强更大，温度压强更大，温度更高。更高。在压缩冲程末，在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴缸内空气温度已超过柴油的着火点油的着火点。做功冲程做功冲程 在压缩冲程末，从在压缩冲程末，从喷油喷油嘴喷出的雾状柴油嘴喷出的雾状柴油遇到热遇到热空气立即猛烈燃烧，空气立即猛烈燃烧，产生产生高温高压的燃气高温高压的燃气，推动活，推动活塞塞向下向下运动，并通过连杆运动，并通过连杆带动曲轴转动。带动曲轴转

4、动。排气冲程排气冲程燃烧后的废气燃烧后的废气 进气门关闭进气门关闭，排气门打开，排气门打开，活塞向上运，活塞向上运动，把废气排动，把废气排出气缸。出气缸。一个工作循环：一个工作循环：1.活塞：往复两次。活塞：往复两次。2.曲轴：转动两周。曲轴：转动两周。3.完成：四个冲程。完成：四个冲程。4.对外做功：一次。对外做功：一次。5.其它冲程：靠飞轮惯性来完成。其它冲程：靠飞轮惯性来完成。想想议议：想想议议： 汽油机和柴油机的汽油机和柴油机的工作过程有什么相同工作过程有什么相同点，有什么不同点？点，有什么不同点？1基本构造和主要部件的作基本构造和主要部件的作用相似。用相似。2 每个工件循环都经历四个

5、每个工件循环都经历四个冲程：冲程：吸气冲程、压缩冲程、吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。做功冲程、排气冲程。相同相同点点3 四个冲程中，只有做功冲四个冲程中，只有做功冲程对外做功，程对外做功，其余三个冲程其余三个冲程靠飞轮惯性完成靠飞轮惯性完成。4 一个工作冲程中，一个工作冲程中，活塞往活塞往复两次复两次，飞轮转动两周，做飞轮转动两周，做功一次功一次。不同点不同点1构造不同：汽油机气缸顶有构造不同：汽油机气缸顶有火花塞火花塞，而柴油机气缸顶部有，而柴油机气缸顶部有喷油嘴喷油嘴2 燃料不同：汽油机的燃料燃料不同：汽油机的燃料是是汽油汽油，而柴油机的燃料是，而柴油机的燃料是柴柴油油。3 吸气

6、不同：汽油机吸进吸气不同：汽油机吸进汽油汽油和空气的混合气体和空气的混合气体，柴油机只吸，柴油机只吸进进空气空气。4 点火不同：汽油机属点火不同：汽油机属点燃式点燃式点火点火，柴油机属，柴油机属压燃式压燃式点火。点火。一个工作循环：一个工作循环：活塞：往复活塞：往复两两次。次。曲轴：转动曲轴：转动两两周。周。完成：完成：四四个冲程。个冲程。对外做功：对外做功：一次一次。其它冲程：靠其它冲程：靠飞轮惯性飞轮惯性来完成。来完成。小小结结：热机的效率教学目标教学目标1.了解了解燃料的热值，知道热值燃料的热值，知道热值是燃料的一种性质。是燃料的一种性质。2能利用热值的定义进行简单能利用热值的定义进行简

7、单的放热计算。的放热计算。3.了解热机中的能量转化及损了解热机中的能量转化及损失，了解热机的效率。失，了解热机的效率。能量的获取能量的获取 人类利用的能量主要是从燃料燃烧中人类利用的能量主要是从燃料燃烧中获得的内能获得的内能1.原始社会火的利用原始社会火的利用2.现代社会取暖的方法：煤取暖、电取现代社会取暖的方法：煤取暖、电取暖暖电能的获得主要的方法是火力发电电能的获得主要的方法是火力发电燃料的种类：燃料的种类：固体燃料固体燃料如：干柴煤等如：干柴煤等液体燃料液体燃料如：汽油柴油酒精等如：汽油柴油酒精等气体燃料气体燃料如：氢气天然气等如：氢气天然气等燃料燃烧过程：燃料燃烧过程：化学变化化学变化

8、燃料的燃料的化学能化学能转化为转化为内能内能燃料的燃烧燃料的燃烧 右图表示一右图表示一个四口人之家个四口人之家使用某种燃料使用某种燃料时的月消耗量。时的月消耗量。使用不同燃料，使用不同燃料，消耗量是不同消耗量是不同的。为什么？的。为什么？一、燃料的热值一、燃料的热值 质量相等的不同燃料在完全质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的。燃烧时所放出的热量是不同的。 1. 1.定义：定义：某种燃料某种燃料完全燃完全燃烧烧放出的热量与其质量或放出的热量与其质量或体积体积之比之比。 3.3.单位：单位： J/kg （固体和固体和液体燃料液体燃料) 或或 J/m3 （气体（气体燃料）燃料）读作读

9、作 焦每千克或焦焦每千克或焦每立方米每立方米，2.2.热值的符号：热值的符号：q q4.木炭木炭:3.4107J/kg物理意义物理意义:1千克木炭完全燃烧时千克木炭完全燃烧时放出的热量是放出的热量是3.4107J煤煤气气: 3.9107J/m3物理意义物理意义:1 1立方米煤气完全燃烧立方米煤气完全燃烧时放出的热量是时放出的热量是3.93.910107 7J JQ：燃料完全燃烧释放的热量：燃料完全燃烧释放的热量：燃料的热值：燃料的热值：燃料的质量、：燃料的质量、V：燃料的体积：燃料的体积 5.计算热量公式：计算热量公式： Q放放=mq （液体和固体）（液体和固体） Q放放=Vq (气体气体)煤

10、油煤油 4.6107木炭木炭 3.4107汽油汽油 4.6107无烟煤无烟煤 约约3.4107氢氢 14.3107石油石油 4.4107焦炭焦炭 3.0107天然气天然气 （7.18.8) 107柴油柴油 4.3107烟煤烟煤 2.9107煤气煤气 3.9107酒精酒精 3.0107干木柴干木柴 1.2107气体气体液体液体固体固体常用燃料的热值（单位：常用燃料的热值（单位：J/kg J/kg J/mJ/m3 3 ）阅读：阅读：P 23一些燃料的热值一些燃料的热值。你有什么收获？你有什么收获？1. 1.热值是燃料的一种特性，其大热值是燃料的一种特性，其大小只与小只与燃料的种类燃料的种类有关，与

11、燃料有关，与燃料的的质量质量（体积体积）、）、是否完全燃烧是否完全燃烧无关。无关。2.火箭为什么用液态氢做原料？火箭为什么用液态氢做原料？氢的氢的热值大热值大1.1.关于燃料的热值正确的是（关于燃料的热值正确的是（ ）A A燃料的热值与燃料的燃烧程度有关燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B B燃料的热值与燃料的种类有关燃料的热值与燃料的种类有关C C燃料的热值与燃料的多少有关燃料的热值与燃料的多少有关 D D燃料的热值与上面三个因素都有关燃料的热值与上面三个因素都有关B例：例：3Kg的酒精完全燃烧可放出多的酒精完全燃烧可放出多少热量？少热量？解：解：Q放放= m q =3KgX3.0 x107J

12、/kg=9.0 x107J二热机的效率二热机的效率1.用煤气烧开水时，燃烧放出的热量都被水吸收了吗？到哪去了?2.在内燃机中燃料是在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都料燃烧释放的能量都到哪里去了？到哪里去了？热机中燃料释放能量的主要走向示意图热机中燃料释放能量的主要走向示意图废气排出带废气排出带走的能量走的能量由于机械传动由于机械传动等，克服摩擦等，克服摩擦所消耗的能量所消耗的能量燃料很难全部燃烧，燃料燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能全部释放的化学能不能全部释放机械传热损失一部机械传热损失一部分能量分能量热机真正热机真正转变转变为对外为对外做功的部分做功的部

13、分能量流向图不不完完全全燃燃烧烧1 1、热机中能量损失的原因、热机中能量损失的原因1.燃料未能完全燃烧燃料未能完全燃烧2.废气带走很大一部分能量废气带走很大一部分能量3.一部分能量消耗在散热上一部分能量消耗在散热上4克服摩擦做功。克服摩擦做功。2.热机效率：热机效率：1.定义：用来做定义：用来做有用功有用功的那部分能量，与的那部分能量，与燃料燃料完全燃烧放出的热量完全燃烧放出的热量之比，叫做热机之比，叫做热机的效率的效率2.2.公式：公式：= =Q有用有用Q总总100%Q有用有用：用来做有用功的能量用来做有用功的能量QQ总：燃料完全燃烧放出的能量总：燃料完全燃烧放出的能量2.各种热机的效率各种

14、热机的效率:蒸汽机蒸汽机:615汽油机：汽油机：2030柴油机：柴油机：3045提高热机效率及提高热机效率及燃料燃料的利用率的利用率的主要途径的主要途径: :1.使燃料使燃料充分燃烧充分燃烧2.设计上不断改进，设计上不断改进，减少减少热量的散失热量的散失。4.在热机的各种损失中，废气带走的在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法能量最多，设法利用废气的能量利用废气的能量是是提高燃料利用率的重要措施。（热提高燃料利用率的重要措施。（热电站）电站）3.用优良的润滑材料减小用优良的润滑材料减小摩擦摩擦,以以减少机械损失减少机械损失. 一、热值 1.物理意义：描述不同燃料完全燃烧放热本领的物理量 2.定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值 定义式：q=Qm 3.单位：焦每千克 焦每立方米焦每立方米 符号：J/kgJ/kg 或或 J/mJ/m 4、热值是燃料本身的一种特性 5.决定因素：种类1.燃料完全燃烧放热公式：Q Q放放= m q= m