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第八章 气体动力循环 动力循环研究目的和分类 气体动力循环分类 气体动力循环分类 气体动力循环分类 动力循环研究方法 活塞式内燃机动力循环 四冲程高速柴油机工作过程 四冲程高速柴油机工作过程 四冲程高速柴油机的理想化 理想混合加热循环（萨巴德循环） 理想混合加热循环的计算 定义几个指标性参数 理想混合加热循环的计算 理想混合加热循环的计算 定压加热循环（狄塞尔循环) 定压加热循环的计算 定容加热循环（奥托循环) 定容加热循环的计算 定容加热循环的计算 定容加热循环的计算 活塞式内燃机循环比较 和 相同 和 相同 和 相同 燃气轮机循环（布雷顿循环） 布雷顿循环的T-s 和 p-v 图 布雷顿循环的计算 勃雷登循环热效率的计算 勃雷登循环热效率的计算 勃雷登循环净功的计算 对净功的影响 对净功的影响 最佳增压比 （w净）的求解 燃气轮机的实际循环 燃气轮机的实际循环的净功 燃气轮机的实际循环的热效率 影响燃气机实际循环热效率的因素 和 的关系 第八章 完End of Chapter 8 T s 1 2 3 4 定义： 循环增温比 T s 1 2 3 4 3’ 4’ 当 不变 不变 但T3 受材料耐热限制 T s 当 不变 太大 太小 存在最佳 ，使 最大 T s 令 最大循环净功 T s 1 2 3 4 压气机：不可逆绝热压缩 燃气轮机：不可逆绝热膨胀 2’ 4’ 定义： 压气机绝热效率 燃气轮机相对内效率 T s 1 2 3 4 2’ 4’ 净功 吸热量 T s 1 2 3 4 2’ 4’ 热效率 · · 一定， · 一定，有最佳 · 右移 * Gas Power Cycle 动力循环：工质连续不断地将从高温热源取得的热量的一部分转换成对外的净功 按工质 气体动力循环：内燃机 蒸汽动力循环：外燃机 空气为主的燃气 按理想气体处理 水蒸气等 实际气体 研究目的：合理安排循环，提高热效率 internal combustion engine external combustion engine 按结构 活塞式 叶轮式 汽车，摩托，小型轮船 航空，大型轮船，移动电站 联合循环的顶循环 piston engine Gas turbine cycle 小型汽车，摩托 中、大型汽车，火车，轮船，移动电站 汽油机 petrol (gasoline) engine 按燃料 柴油机diesel engine 煤油机 kerosene oil engine 航空 点燃式 spark ignition 按点燃方式： 按冲程数： 四冲程 four-stroke 压燃式 compression ignition 二冲程 two-stroke 实际动力循环非常复杂 不可逆，多变指数变化，燃烧等 工程热力学研究方法，先对实际动力循环进行抽象和理想化，形成各种理想循环进行分析，最后进行修正。 空气 废气 吸气 压缩 膨胀 排气 油 1 2 3 0—1 吸空气 p V 一般n=1.34~1.37 柴油自燃t=335℃ p0 2’ 0 1—2’ 多变压缩 p2’=3.5~5MPa t2’=600~800℃ 2’ 喷柴油 2 开始燃烧 2—3 迅速燃烧，近似 V p↑5~9MPa 1 2 3 4 5 3—4 边燃烧，边膨胀 p V p0 1’ 2’ 0 t4可达1700~1800℃ 4 燃烧结束 4—5 多变膨胀 V 近似 膨胀 p p5=0.3~0.5MPa t5?500℃ 5—1’ 开阀排气， 降压 1’—0 活塞推排气,完成循环 1 2 3 4 5 1. 工质 p V p0 1’ 2’ 0 工质数量不变 定比热理想气体 P-V图?p-v图 2. 0-1和1’ -0抵消 开口?闭口循环 3. 燃烧?外界加热 4. 排气?向外界放热 5. 多变?绝热 6. 不可逆?可逆 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 p v T s 分析循环吸热量，放热量，热效率和功量 1 2 3 4 5 T s 吸热量 放热量(取绝对值） 热效率 1 2 3 4 5 p v 压缩比 定容增压比 预胀比 反映气缸容积 反映供油规律 Compression ratio Cutoff ratio 1 2 3 4 5 T s 热效率 1 2 3 4 5 T s 热效率 1 2 3 4 p v 1 2 3 4 T s 1 2 3 4 T s 吸热量 放热量(取绝对值） 热效率 1 2 3 4 1 2 3 4 p v T s 1 2 3 4 T s 吸热量 放热量(取绝对值） 热效率 1 2 3 4 T s 热效率 汽油易