工程热力学和传热学10气体动力循环.ppt

第四节 其它气体动力循环简介 压气机1不断地从大气中吸入空气，进行压缩升压。压缩空气进入燃烧室2。在燃烧室中，空气与供入的燃料在定压下进行燃烧，形成该压力下的高温燃气。高温燃气与来自燃烧室夹层通道的压缩空气相混合，使其温度降低至燃气轮机叶片所能承受的温度范围。燃气流经燃气轮机3的喷管，膨胀加速，形成高速气流,冲动叶轮对外输出功量。作功后的废气排入大气。燃气轮机作出的功量除用以带动压气机外，剩余部分（循环净功）对外输出。 一、 勃雷顿循环 燃气轮机装置 燃气轮机装置示意图 根据燃气轮机装置循环工作的特性，经理想化之后，可以近似的合理的看作由下列四个基本热力过程所组成的理想循环，燃气轮机装置的理想循环称为定压加热燃气轮机循环,也称勃雷顿循环。 1－2定熵压缩过程（在压气机中完成）； 2－3定压加热过程（在燃烧室或加热器中完成）； 3－4定熵膨胀过程（在气轮机中完成）； 4－1定压冷却过程（在大气中或冷却器中完成）。 分析循环得思路与往复式内燃机完全相同。 作 业 P131-132 思考题：3 习题：4、6 * * 热能动力装置： 能够将燃料燃烧释放出来的热量的一部分，连续不断的转换成机械能的整套热工设备，称为热能动力装置，简称动力装置。 内燃机：如果直接将燃料的燃烧产物作为工质,这种动力装置称为内燃动力装置(或称为内燃机)。如往复式内燃机,燃气轮机和火箭发动机等。 外燃机：如果只是利用燃烧产物来加热循环的工质(如蒸汽动力装置中利用燃气加热水),则这种动力装置称为外燃动力装置(或称外燃机)。 第十章 气体动力循环Gas?power?cycles 内燃动力装置 进气过程：进气阀开，排气阀关，活塞下行，将空气吸入气缸。 压缩过程：进、排气门关，活塞上行压缩空气，使其温度和压力得以升高。 燃烧过程：喷油嘴喷油，燃料燃烧，气体压力和温度急剧升高（燃料的化学能转换为热能）。 膨胀过程：高温高压气体推动活塞下行，曲轴向外输出机械功。 排气过程：活塞接近下死点时，排气门开，在压差的作用下废气流出气缸。随后，活塞左行，将残余气体推出气缸。 重复上述过程，将热能转换为机械能。 第一节 分析动力循环的一般方法 第二节 往复式内燃机的动力循环 第三节 内燃机三种理想循环的比较及循环的 平均压力 第四节 其他气体动力循环简介 第一节: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） 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 指导改善 实际循环 （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。 抽象、简化 三、分析动力循环的具体操作 （1）把实际工作过程简化成可逆理想循环。 （2）确定理想循环中各典型点（各过程线交点）的状态参数，可将它们表示为工质的初态参数和循环特性参数的函数。 （3）进行循环性能分析，确定表征循环整体性能的各种指标。 第二节 往复式内燃机的动力循环 往复式内燃机的进气、压缩、燃烧和膨胀、排气四个工作过程是由活塞在四个行程内完成的，称为“四冲程内燃机”，在两个行程内完成的，称为“二冲程内燃机”。 0?1 吸气? 1?2 压缩? 2?3 喷油、燃烧? 3?4 燃烧? 4?5 膨胀作功? 5?0 排气 一、机械喷射式柴油机工作过程的理想化 P V Pb 0 1 2 3 4 5 6 简化方法:（1）不计吸气和排气过程，将内燃机的工作过程看作是气缸内工质进行状态变化的封闭循环。 （2）把燃烧过程看作是外界对工质的加热过程，并认为2－3是定容加热过程，3－4是定压加热过程。 （3）略去压缩过程和膨胀过程中工质与气缸壁之间的热量交换,近似地认为是绝热过程。 （4）用定容放热过程来代替废气排入大气中的实际放热过程。 机械喷射式柴油机理想循环的P-v 图和T-s 图 该循环由于兼有定容和定压加热过程，所以称为“混合加热循环”，也称“萨巴太循环”。 1-2：绝热压缩； 2-3：定容吸热； 3-4：定压吸热； 4-5：绝热膨胀； 5-1：定容放热 二、内燃机的特性参数及混合加热理想循环各典型点的状态参数 （1