工程热力学讲义第十章要点.ppt

构成： 压气机(compressor) 燃烧室(combustion chamber) 燃气轮机(gas turbine) 特点： 1.开式循环(open cycle)，工质流动 2.运转平稳，连续输出功 3.启动快，达满负荷快 4.压气机消耗了燃气轮机产生功率 的绝大部分，但重量功率比 (specific weight of engine)仍较大 用途：飞机、舰船的动力载荷机组，电站峰荷机组(peak-load set)，等。 二.定压加热理想循环 —constant-pressure combustion cycle; Brayton cycle 1-2 等熵压缩（压气机内） 2-3 定压吸热（燃烧室内） 3-4 等熵膨胀（燃气轮机内） 4-1 定压放热（排气，假想换热器） 循环增压比—pressure ratio 循环增温比—temperature ratio 3 1 T T t = 三.定压加热理想循环分析 1.热效率ηt 注意：式中T1，T2并非指高温 热源，低温热源。 2.分析 ？ 可见： 1）对于每一τ，均有其wnet,max 。 2）τ上升，即T3上升，使取得wnet,max 的π 上升，ηt上 升，所以提高T3 能带动 wnet,max 及ηt同时升高。 §10–7 燃气轮机装置定压加热实际循环 一.定压加热的实际循环 1-2 不可逆绝热压缩； 2-3 定压吸热； 3-4 不可逆绝热膨胀； 4-1 定压放热。 二.压气机绝热效率(adiabatic compressor efficiency) ηCS 和燃气轮机相对内效率(adiabatic turbine efficiency)ηT 三. 燃气轮机装置的内部热效率 (internal thermal efficiency)ηi 整理后可得： * 第十章 气体的动力循环 -- Gas power cycles §10–1 分析动力循环的一般方法 一.分析动力循环的目的 在热力学基本定律的基础上分析循环能量转化的 经济性，寻求提高经济性的方向及途径。 二.分析动力循环的一般步骤 1）实际循环（复杂不可逆） 抽象、简化 可逆理论循环 分析可逆循环 影响经济性的主要因素和可能改进途径 实际循环 指导改善 2）分析实际循环与理论循环的偏离程度，找出实际 损失的部位、大小、原因及改进办法。 三.分析动力循环的方法 1）第一定律分析法 以第一定律为基础，以能 量的数量守恒为立足点。 2）第二定律分析法 综合第一定律和第二定律 从能量的数量和质量分析。 熵分析法 用分析法 熵产 作功能力损失 用损 用效率 四.空气标准假设(the air-standard hypothesis) 气体动力循环中工作流体 理想气体 空气 定比热 燃烧和排气过程 吸热和放热过程 燃料燃烧造成各部分气体成分及质量改变忽略不计 T s T1 T0 Wnet Wc Wnet,act 五、 内部热效率(internal thermal efficiency )?i ——不可逆过程中实际作功量和循环加热量之比。 以燃气为高温热源，环境为低温热源时卡诺循环的热效率。 与实际循环相当的内可逆循环的热效率。 相对热效率(relative thermal efficiency)， 反映该内部可逆循环因与高、低温热源 存在温差（外部不可逆）而造成的损失。 相对内部效率(internal engine efficiency) 反映内部摩擦引起的损失。 §10–2 活塞式内燃机实际循环的简化 一.活塞式内燃机(internal combustion engine)简介 分类： 按燃料：煤气机(gas engine)、汽油机(gasoline engine; petrol engine)、柴油机(diesel engine) 按点火方式：点燃式(spark ignition engine)、压燃式 (compression ignition engine) 按冲程：二冲程(two-stroke )、四冲程(four-stroke ) 活塞式内燃机循环特点： 开式循环(open cycle)； 燃烧、传热、排气、膨胀、压缩均为不可逆； 各环节中工质质量、成分稍有变化。 二、平均有效压力-- mean effectiv