热工基础与应用第2版 作者 傅秦生 1_第5章 热工基础的应用 热工应用.ppt

二、研究步骤 1、实际循环的设备与流程； 2、实际循环的理想化（简化）； 3、理想循环的能量分析； 5、考虑不可逆（摩阻）因素的分析。 三、研究方法 1、第一定律的方法：简单，应用广泛； 2、第二定律的方法：能揭示循环的薄弱环节，正在被推广和接受。 4、提高 的分析； 一、内燃机的基本构造 大气线 二、汽油机循环 （1）把燃料定容及定压燃烧加热燃气的过程简化成工质从高温热源可逆定容定压吸热的过程，把排气过程简化成向低温热源可逆定容放热过程； （2）把循环工质简化成空气且作理想气体处理，比热容取定值； （3）忽略实际过程的摩擦阻力及进、排阀的损失，把燃烧改成加热后不必考虑燃烧耗氧问题，因而开式循环就可以抽象为闭式循环； （4）在膨胀和压缩过程中忽略气体与气缸壁之间的热交换，简化为可逆绝热过程。 （一）、实际循环的p-V 图及理想化（简化） （二）定容加热理想循环——奥托Otto循环 1、过程组成 1－2是定熵压缩过程 2－3是定容加热过程 3－4是定熵膨胀过程 4－1是定容放热过程 2、能量计算与分析 （1）计算 （2）分析 二、柴油机循环 1、过程组成 1－2是定熵压缩过程 2－3是定压加热过程 3－4是定熵膨胀过程 4－1是定容放热过程 2、能量计算与分析 （1）计算 （一）、定压加热理想循环——狄塞尔Diesel循环 （2）分析 （二）、按结构分 1、壳管式换热器 2、套管式换热器 3、肋管式换热器 4、板式换热器 （三）、按流动形式分 套管式换热器 管壳式换热器 管壳式换热器 管壳式换热器（1-2型） 管壳式换热器（2-4型） 管壳式换热器（螺旋折流板） 板式换热器 螺旋板式换热器 交叉流换热器 传热方程的一般形式 （一）对数平均温差 注意 三 换热器的热计算 顺流情况 1.顺流和逆流的平均温差计算 假设： 冷热流体的质量流量qm2、qm1以及比热容c2、c1是常数； 传热系数是常数； 换热器无散热损失； 换热面沿流动方向的导热量可以忽略不计。 取x处一微元来分析 比较 对数平均温差LMTD 逆流时 2 其它复杂流动布置的平均温差的计算 是给定的冷热流体的进出口温度布置成逆流时的LMTD ? 是小于1的修正系数 1) ? 值取决于无量纲参数 P和 R 3 R 的物理意义 2) P 的物理意义 流体2的实际温升与理论上所能达到的最大温升之比，所以只能小于1 两种流体的热容量之比 四 各种流动形式的比较 顺流和逆流是两种极端情况，在相同的进出口温度下，逆流的平均温差最大，顺流的平均温差最小； 顺流时 ，而逆流时， 则可能大于 ，可见，逆流布置时的换热最强； 逆流时，冷热流体的最高温度集中在换热器的同一侧，使得该处的壁温特别高。 1 顺流和逆流 2 其中一种流体发生相变 这时候没有顺流和逆流之分 3 蛇行管 只要管内流体流动方向改变5次以上,这时候就可以作为顺流和逆流处理 活塞式压气机 第二节 压气机 一、单级活塞式压气机 （一）、结构图 （二）、工作过程 （三）、耗功计算 二、多级压缩 中间冷却 （一）、装置示意图 （二）、耗功计算 轴流式压气机 三、叶轮式压气机 轴流式压气机 离心式压气机 耗功计算： 压缩过程可逆： 压缩过程不可逆： 绝热效率： 概述 一、循环分析目的与任务 目的：在热力学基本定律的基础上分析动力循环的能量转换的经济性，寻求提高经济性的方向及途径。 任务： 1、分析组成循环的热力过程； 2、能量分析计算； 3、如何提高 。 第四节 内燃机的基本结构与循环 热工基础与应用 第五章 西安交通大学热流中心 * 第五章 热工基础的应用 主要介绍： 1、主要设备的基本结构和工作原理； 2、对热力过程、热工设备和循环进行热力学 和传热学分析，进行有关的热设计； 3、根据分析提出改进过程、设备和循环的提高能量利用经济性的具体措施与方法。 在线教务辅导网： 教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 QQ:349134187 或者直接输入下面地址： 第一节 喷管与扩压管 概述 （一）、主要对象：以喷管为主的变截面管道中的流动 （二）、研究前提： 1、系统：稳定流动 2、一元（维）： 3、绝热：q=0 可逆 s=const 4、对于理想气体：c= const （三）、研究步骤： 1、*定熵流动的基本规律； 2、有粘性摩阻的流动； 3、绝热节流 。 一 、一维稳定流动的基本方程 （一）连续性方程 （二）能量方程 （三）过程方程 （四）声速方程 二 、 气体的定熵流动 （一）截面积、流速和比体积间的关系 当