氣體動(dòng)力循環(huán)

第八章

氣體動(dòng)力循環(huán)GasPowerCycle動(dòng)力循環(huán)研究目的和分類動(dòng)力循環(huán)：工質(zhì)連續(xù)不斷地將從高溫?zé)嵩慈〉玫臒崃康囊徊糠洲D(zhuǎn)換成對(duì)外的凈功按工質(zhì)氣體動(dòng)力循環(huán)：內(nèi)燃機(jī)蒸汽動(dòng)力循環(huán)：外燃機(jī)空氣為主的燃?xì)獍蠢硐霘怏w處理水蒸氣等實(shí)際氣體研究目的：合理安排循環(huán)，提高熱效率internalcombustionengineexternalcombustionengine氣體動(dòng)力循環(huán)分類按結(jié)構(gòu)活塞式葉輪式汽車，摩托，小型輪船航空，大型輪船，移動(dòng)電站聯(lián)合循環(huán)的頂循環(huán)pistonengineGasturbinecycle氣體動(dòng)力循環(huán)分類小型汽車，摩托中、大型汽車，火車，輪船，移動(dòng)電站汽油機(jī)

petrol(gasoline)engine按燃料柴油機(jī)dieselengine煤油機(jī)

keroseneoilengine航空氣體動(dòng)力循環(huán)分類點(diǎn)燃式

sparkignition按點(diǎn)燃方式：按沖程數(shù)：四沖程

four-stroke壓燃式

compressionignition二沖程

two-stroke動(dòng)力循環(huán)研究方法實(shí)際動(dòng)力循環(huán)非常復(fù)雜不可逆，多變指數(shù)變化，燃燒等工程熱力學(xué)研究方法，先對(duì)實(shí)際動(dòng)力循環(huán)進(jìn)行抽象和理想化，形成各種理想循環(huán)進(jìn)行分析，最后進(jìn)行修正?？諝鈴U氣吸氣壓縮膨脹排氣油活塞式內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力循環(huán)四沖程高速柴油機(jī)工作過程1230—1

吸空氣pV一般n=1.34~1.37柴油自燃t=335℃p02’01—2’

多變壓縮p2’=3.5~5MPat2’=600~800℃2’

噴柴油2

開始燃燒2—3

迅速燃燒，近似Vp↑5~9MPa四沖程高速柴油機(jī)工作過程123453—4

邊燃燒，邊膨脹pVp01’2’0t4可達(dá)1700~1800℃4

燃燒結(jié)束4—5

多變膨脹V近似膨脹pp5=0.3~0.5MPat5500℃5—1’

開閥排氣，降壓1’—0

活塞推排氣,完成循環(huán)四沖程高速柴油機(jī)的理想化123451.

工質(zhì)pVp01’2’0工質(zhì)數(shù)量不變定比熱理想氣體P-V圖p-v圖2.

0-1和1’-0抵消開口閉口循環(huán)3.

燃燒外界加熱4.

排氣向外界放熱5.

多變絕熱6.

不可逆可逆理想混合加熱循環(huán)（薩巴德循環(huán)）1234512345pvTs分析循環(huán)吸熱量，放熱量，熱效率和功量理想混合加熱循環(huán)的計(jì)算12345Ts吸熱量放熱量(取絕對(duì)值）熱效率定義幾個(gè)指標(biāo)性參數(shù)12345pv壓縮比定容增壓比預(yù)脹比反映氣缸容積反映供油規(guī)律CompressionratioCutoffratio理想混合加熱循環(huán)的計(jì)算12345Ts熱效率理想混合加熱循環(huán)的計(jì)算12345Ts熱效率定壓加熱循環(huán)（狄塞爾循環(huán))1234pv1234Ts定壓加熱循環(huán)的計(jì)算1234Ts吸熱量放熱量(取絕對(duì)值）熱效率定容加熱循環(huán)（奧托循環(huán))12341234pvTs定容加熱循環(huán)的計(jì)算1234Ts吸熱量放熱量(取絕對(duì)值）熱效率定容加熱循環(huán)的計(jì)算1234Ts熱效率定容加熱循環(huán)的計(jì)算汽油易爆燃一般汽油機(jī)一般柴油機(jī)效率高于汽油機(jī)的效率但汽油機(jī)小巧柴油機(jī)14-20活塞式內(nèi)燃機(jī)循環(huán)比較比較的條件壓縮比吸熱量反映氣缸結(jié)構(gòu)尺寸、工藝材料反映作功量（馬力）最高壓力反映材料耐壓、壁厚、成本最高溫度反映材料耐溫比較的對(duì)象：混合加熱，定容加熱，定壓加熱和相同Ts平均溫度法3m4m123v4v3p4p和相同Ts相等12v342m2p和相同3p4mTs2p3m12v4v3v4p2m1234壓氣機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室1）工質(zhì)：數(shù)量不變，定比熱理想氣體理想化：2）閉口循環(huán)3）可逆過程CompressorTurbine燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)（布雷頓循環(huán)）pvTs12341234布雷頓循環(huán)的T-s

和p-v

圖布雷頓循環(huán)的計(jì)算Ts1234吸熱量：放熱量：熱效率：勃雷登循環(huán)熱效率的計(jì)算Ts1234熱效率：熱效率表達(dá)式似乎與卡諾循環(huán)一樣勃雷登循環(huán)熱效率的計(jì)算Ts1234熱效率：定義：壓比Pressureratio勃雷登循環(huán)凈功的計(jì)算Ts1234定義：循環(huán)增溫比對(duì)凈功的影響Ts12343’4’當(dāng)不變不變但T3受材料耐熱限制對(duì)凈功的影響Ts當(dāng)不變太大太小存在最佳，使最大最佳增壓比（w凈）的求解Ts令最大循環(huán)凈功燃?xì)廨啓C(jī)的實(shí)際循環(huán)Ts1234壓氣機(jī)：不可逆絕熱壓縮燃?xì)廨啓C(jī)：不可逆絕熱膨脹2’4’定義：壓氣機(jī)絕熱效率燃?xì)廨啓C(jī)相對(duì)內(nèi)效率燃?xì)廨啓C(jī)的實(shí)際循環(huán)的凈功Ts12342’4’凈功吸熱量燃?xì)廨啓C(jī)的實(shí)際循環(huán)的熱效率Ts12342’4’熱效率影響燃?xì)?/p>