工程热力学沈维道_童钧耕主编.ppt

可见： 1）对于每一τ，均有π， 其w→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。 * * 第九章 气体动力循环 Gas power cycles 9-1 分析动力循环的一般方法 9-2 活塞式内燃机实际循环的简化 9-3 活塞式内燃机的理想循环 9-4 活塞式内燃机个正理想循环的热力学比较 9-5 燃气轮机装置循环 9-6 燃气轮机装置定压加热实际循环 9-7 提高燃气轮机装置热效率的热力学措施 9-8 喷气发动机简介 9–1 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 分析法 熵产 作功能力损失 火用损 火用效率 四、内部热效率?i(internal thermal efficiency ) ——不可逆过程中实际作功量和循环加热量之比 其中 与实际循环相当的内可逆循环的热效率 相对内部效率(internal engine efficiency) 反映内部摩擦引起的损失 五、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 9–2 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 1．分类： 按燃料：煤气机(gas engine) 汽油机(gasoline engine; petrol engine) 柴油机(diesel engine) 按冲程：二冲程(two-stroke ) 四冲程(four-stroke ) 按点火方式：点燃式(spark ignition engine) 压燃式(compression ignition engine) 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。 ２．活塞式内燃机循环特点 二、活塞式内燃机循环的简化 三、平均有效压力(mean effective pressure) 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 简化：引用空气标准假设 燃烧?2-3等容吸热+3-4定压吸热 排气?5-1等容放热 压缩、膨胀?1-2及4-5等熵过程 吸、排气线?重合、忽略 燃油质量?忽略 燃气成分改变?忽略 9–3 活塞式内燃机的理想循环 一、混合加热理想循环 （dual combustion cycle） 1. p-v图及T-s图 1?2 等熵压缩；2?3 等容吸热； 3?4 定压吸热；4?5 等熵膨胀； 5?1 定容放热 特性参数： 压缩比(compression ratio) 定容增压比(pressure ratio) 定压预胀比 (cutoff ratio) 2. 循环热效率 或 利用 表示 两式相除，考虑到 把T2、T3、T4和T5代入 求 讨论： 归纳： a.吸热前压缩气体，提高平均吸热温度是提高热效率的重要措施，是卡诺循环，第二定律对实际循环的指导。 b.利用T-s图分析循环较方便。 c.同时考虑q1和q2或T1m和T2m平均。 二、定压加热理想循环(Diesel cycle) 讨论： c) 重负荷（??，q1 ? ）时 内部热效率下降，除?? 外还有因温度上升而使 ??，造成热效率下降 三、定容加热理想循环(Otto cycle) 讨论： c ) 重负荷（q1 ? ）时内部热效率下降，因温度上升使 ??，造成热效率下降 9–4 活