工程热力学第四章_要点.ppt

余隙容积对排气量的影响 1-2：压缩 2-3：排气（气体不能完全排出） 3-4：膨胀（残留气体膨胀至p1） 4-1：吸气（有效吸气量减少） 活塞排量 有效吸气容积 吸气量 产气量 余隙容积对排气量的影响 容积效率 余隙容积对排气量的影响 1 2 2’ 2’’ 2’’’ 3’’ 3’ 3 1 1’ 1’’ 压比不变时，c增大， 减小 c和n不变时，压比增大， 减小 极端情况： 压比＝p2’’’/p1时， 排气量＝0 余隙容积对理论压缩轴功的影响 |功|＝面积12341 ＝面积12561－面积43564 设1?2和4?3两过程n相同 余隙容积对理论压缩轴功的影响 余隙对单位产气量耗功没有影响 多级压缩及中间冷却 多级压缩的必要性： (1)压缩终了温度过高将影响润滑油性能，并可能造成事故，一般排气温度不许超过160℃～180℃。 (2) 压比越大，压缩终了温度越高，容积效率越低。 因此：为了获得较高压力的气体时，通常采用多级压缩和中间冷却的方式。 多级压缩的工作过程 多级压缩的两大优点： 降低排气温度，省功 省功 最佳级间压力的确定 最佳的级间压力应使总轴功最小。 Ws最小时： 最佳级间压力的确定 每级的增压比相等时，所需的轴功最小。 令： 可以证明，对于z级压气机 每级压比 时，轴功最小。 最佳中间压力的其它好处 1.各气缸排气温度相同。 2.各级消耗的轴功相同。 3.每级向外散出的热量相等。 4.分级压缩对提高容积效率有利。 分级压缩的级数 省功 降低出口温 分级压缩 无穷多级 不可能实现 结构复杂(成本高) 一般采用 2 ~ 4 级压缩，高压压气机有的可达4～6级 等温压缩 压气机的效率 定温效率 定熵效率 评价压气机性能优劣的指标。 反应了实际绝热过程与可逆绝热过程的偏离程度。 例题 例题4-5 作业 习题4-6,4-7，4-16，4-18 工程热力学 Engineering Thermodynamics 北京航空航天大学 第四章 理想气体的热力过程及气体压缩 分析热力过程的目的及一般方法 绝热过程 多变过程的综合分析 压气机的理论压缩轴功 活塞式压气机的余隙影响 多级压缩及中间冷却 分析热力过程的目的和任务 目的：研究外部条件对热能和机械能转换的影响，通过有利的外部条件，达到合理安排热力过程，提高热能和机械能转换效率的目的。 任务：揭示状态变化规律与能量传递之间的关系，从而计算热力过程中工质状态参数的变化以及与外界交换的热量与功量。 利用外部条件, 合理安排过程，形成最佳循环 对已确定的过程，进行热力计算 分析热力过程的一般方法 实际工质 实际过程 复杂，不易分析 理想工质 简单过程 简单，易于分析 简化抽象 1.简化 2.分析 3.修正 利用热力学第一定律、工质性质及过程方程进行分析 内容：状态参数的变化，热量与功量的交换 实际过程不同于简单过程，需根据实际情况对结果进行修正。 基本过程 归纳 分类 分析热力过程的一般步骤 1. 建立物理模型 选定热力系，标明边界，画出示意图，列举有关假设 2. 建立数学模型 根据不同热力系的特点，列出相关的方程 3. 求解数学模型，确定初、终态状态参数 4. 计算过程中传递的热量和功量。 计算 计算 能量方程 多变过程的综合分析Polytropic Process 多变过程：凡过程方程为 的过程称为多变过程，其中n为多变指数。 n——对于某个指定的多变过程，n为常数 对于不同的多变过程，n有不同的值 n＝0时，p＝Const，表示定压过程 n＝1时，pv＝Const，表示定温过程 n＝k时，pvk＝Const，表示绝热过程 n＝±∞时，v＝Const，表示定容过程 基本热力过程 多变指数n 实际过程可用多段多变过程近似表示，其中每个多变过程的多变指数n可由该多变过程的初、终态求出。 如果已知（p1,v1）（p2,v2），即可求出n。 多变过程的能量转换 多变过程比热容 多变过程的p-v图和T-s图 多变过程的过程方程： 多变过程在pv图上的斜率： 多变过程在Ts图上的斜率： 定压过程的p-v图和T-s图 s T v p n=0 n=0 n=0 定温过程的p-v图和T-s图 s T v p n=1 n=1 n=1 n=0 n=0 定熵过程的p-v图和T-s图 s T v p n=k n=k n=k n=0 n=1 n=1 n=0 n=1 定容过程的p-v图和T-s图 s T v p n=±∞ n=k n=k n=0 n=1 n=1 n=0 n=±∞ n=±∞ 过程中u，q，w的判断方法 热力学能：以定温线为基准，定温线上热力学能不变，温度升高热力学能增加，温度降低热力学