第六章 动力装置循环.ppt

6-1 蒸汽动力装置循环 (2)蒸汽初压p1对朗肯循环热效率的影响 6-2 活塞式内燃机循环 对实际循环加以合理的抽象、概括和简化： 1) 假设一定量的工质在气缸中进行封闭循环。 2) 假定工质是化学成分不变、比热容为常数的理想气体—空气。 3)无任何摩擦，认为工质的膨胀和压缩过程是可逆绝热的。 4) 将燃烧过程看成是工质从高温热源可逆吸热过程，将排气过程看成是工质向低温热源可逆放热过程。 5) 忽略工质的动、位能变化。 (2)活塞式内燃机理想循环 1. 活塞式内燃机理想混合加热循环（萨巴德循环） ——机力喷油柴油机实际工作循环的简化 1－2：可逆绝热压缩过程；2－3：可逆定容加热过程；3－4：可逆定压加热过程；4－5：可逆绝热膨胀过程；5－1：可逆定容放热过程。 循环在p-v图、T-s图上的表示： 压缩比： 升压比： 预胀比： 2. 活塞式内燃机理想循环分析 为了说明内燃机的工作过程对循环热效率的影响，引入下列内燃机的特性参数： 表示压缩过程中工质体积被压缩的程度。 表示定容加热过程工质压力升高的程度。 表示定压加热时工质体积膨胀的程度。 单位质量工质的吸热量： 单位质量工质的放热量： 循环热效率： （1） 混合加热循环的效率 v p v 各点温度可由以下过程求得 ： 由可逆定容过程2－3得 ： 由可逆定压过程3－4得 ： 由可逆绝热过程4－5得 ： 由可逆绝热过程1－2得 ： v p v s s 将各点温度代入循环热效率表达式： 由上式可见，混合加热循环的热效率与多种因素有关，当压缩比 ? 增加、升压比 ? 增加以及预胀比 ? 减少时，都会使混合加热循环的热效率提高。 v p v 影响热效率的因素 （1）压缩比 ?? 时，?t? T s 1 2 3 4 5 2 3 4 5 q1不变，?? 时，有： ? q1= q1； q2 q2 ， ??，?t? ??、??、?? 时?t? （2）升压比 ? ?，预胀比 ??时，?t? T s 1 2 3 4 5 3 4 5 q1不变，? ? ??时，有： ? q1= q1； q2 q2， ? ?， ??时 ?t? 压缩比??、升压比??，预胀比??时，?t? 影响热效率的因素 （2） 定容加热循环（奥图Otto循环) 汽油机和煤气机的理想循环 循环热效率： 定压预胀比： 且??时?t? T s 1 2 3 4 2 3 4 q1不变，??时，有： ? q1= q1； q2 q2， ??，?t? 压缩比 ? 对热效率的影响 （3）定压加热循环（狄塞尔循环) 早期低速柴油机的理想循环，现已被淘汰。 循环热效率： 定容升压比： 且??，??时?t? 例题6-4 以1kg空气为工质的混合加热理想循环，压缩开始时压力p1=0.1MPa，温度T1=300K，压缩比ε=15，定容下加入的热量为700kJ，定压下加入的热量为1160kJ。试求： （1）循环的最高压力pmax； （2）循环的最高温度Tmax； （3）循环热效率ηt； （4）循环净功wnet。 * * 第六章  动力装置循环 热能动力装置 ： 将热能转换为机械能的设备，也称为热力发动机，简称热机。 动力装置循环（简称动力循环或热机循环）： 蒸汽动力装置循环: 气体动力装置循环: 以蒸汽为工质的热机工作循环（如蒸汽机、蒸汽轮机等）。 以气体为工质的热机工作循环（如内燃机、燃气轮机等）。 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。 研究动力循环的目的： 分析其热能利用的经济性（即热效率）、影响热效率的因素、寻找提高热效率的途径。 研究动力循环的方法： 建立实际循环的简化热力学模型，用简单、典型的可逆过程和循环来近似实际复杂的不可逆过程和循环，通过热力学分析确定其基本规律。 火力发电厂的蒸汽动力装置以水蒸气为工质，主要由锅炉、汽轮机、冷凝器和水泵四个设备组成。 锅炉 汽轮机 冷凝器 水泵 冷却水 过热蒸汽 乏汽 循环水 发电机 火 力 发 电 厂 汽 轮 机 蒸汽动力装置示意图 空气 燃料 燃料 水管 汽包 过热器 汽轮机 发电机 冷凝器 给水泵 除氧器 省 煤 器 热空气 热空气 冷却水 冷却水 冷却水泵 冷 却 塔 养鱼池 灰斗 T a—b定温吸热； b—c绝热膨胀； c—d定温放热； d—a绝热压缩。 一、蒸汽卡诺循环 s a b c d p a b c d v 工质为蒸汽的热机循环中,在相同的温限内热效率最高的仍然是卡诺循环。 T s a b c d 压缩机 锅炉 汽轮机 冷凝器 a b c d a—b在锅炉中定温吸热；