热机种类及其应用.ppt

XI’AN JIAOTONG UNIVERSITY XI’AN JIAOTONG UNIVERSITY XI’AN JIAOTONG UNIVERSITY XI’AN JIAOTONG UNIVERSITY XI’AN JIAOTONG UNIVERSITY XI’AN JIAOTONG UNIVERSITY XI’AN JIAOTONG UNIVERSITY XI’AN JIAOTONG UNIVERSITY XI’AN JIAOTONG UNIVERSITY XI’AN JIAOTONG UNIVERSITY XI’AN JIAOTONG UNIVERSITY XI’AN JIAOTONG UNIVERSITY 热力学定律及热机 李雨果钱国成吴天昊韩炳瑞 2140405035214040503721404050412140405030 热力学第一定律及热机 蒸汽机 原理及发展简介 优点及应用 缺陷 内燃机 煤气机 汽油机柴油机 特殊发动机 外燃机 发展简介 工作原理 优缺点介绍 喷气轮机 原理及发展简介 喷气轮机结构 蒸汽机 原理及发展简介： 蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。直到20世纪初，它仍然是世界上最重要的原动机，后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。 蒸汽机需要一个使水沸腾产生高压蒸汽的锅炉，这个锅炉可以使用木头、煤、石油或天然气甚至垃圾作为热源。蒸汽膨胀推动活塞做功。 蒸汽机 蒸汽机的优点： 蒸汽机最大的优点就是它对对燃料不挑剔，几乎可以利用所有的燃料将热能转化为机械能。 现代应用： 1）由于蒸汽机不受海拔限制，故在高山机车上有使用。 2）由于蒸汽机对燃料不挑剔，所以可以在产煤区或者只有劣质燃料的特殊地区使用。 蒸汽机 缺陷： 1）离不开锅炉，整个装置既笨重又庞大 2）新蒸汽的压力和温度不能过高，排气压力又不能过低，热效率难以提高。 3）它是一种往复式机器，惯性限制了转速的提高。 蒸汽机 内燃机 原理及发展简介： 内燃机，是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。典型的内燃机有：煤气机、汽油机、柴油机等。 煤气机是最早的一种内燃机，用可燃气体作燃料，又称气体燃料内燃机。煤气机诞生于1860年，当时使用照明煤气为燃料，在英、法两国很受欢迎。 其中，柴油煤气机以煤气为主要燃料，煤气与空气通过混合室混合后进入气缸，在活塞接近压缩行程上止点时，喷入少量柴油作为引燃燃料将混合气点燃。火花点火式煤气机在活塞接近压缩行程上止点时用电火花点燃混合气。 内燃机 汽油机和柴油机的发明： 随着石油的开发，比煤气易于运输携带的汽油和柴油引起了人们的注意，首先获得试用的是易于挥发的汽油。1883年，德国的戴姆勒（Daimler）创制成功第一台立式汽油机，它的特点是轻型和高速。当时其他内燃机的转速不超过200转/分，它却一跃而达到800转/分，特别适应交通动输机械的要求。1897年，狄塞尔首创的压缩点火式内燃机（柴油机）研制成功。 内燃机 汽油机与柴油机比较： 1）汽油机压缩比小（6-10），加上可燃混合气是点燃，因此，启动比较容易。而柴油机压缩比大（12-22），加上可燃混合气是压燃，因此，启动比较困难。 2）汽油机的燃料系统比较简单，而柴油机的燃料系统的机械结构却十分复杂。 3）柴油机的故障多数为机械故障，容易判断和处理；汽油机多了一个电点火系统，电气系统的故障不很直观，有时比较复杂。 4）柴油机动力性优于汽油机，转速较低，扭矩较大，噪音大，可大量用于重型工程机械。汽油机可有较高的转速，马力与机重比优良，噪音小，可用于城市交通。另则，在机器外表，汽油机比柴油机干净。 5）柴油机排放的有害气体比汽油机少，特别是NO和CO。 内燃机 两种特殊的内燃发动机 1）星型发动机：星型发动机是一种气缸环绕曲轴呈星型排列的一种活塞式发动机，可靠性高，重量轻，功率提升潜力大，维修性和生存性也不错。在喷气发动机出现之前，活塞式飞机发动机大多采用星型设计，因其曲轴短，战场生存性强，再因其结构紧凑占用飞机空间小而被舰载机广泛使用。 内燃机 2)三角转子发动机： 进气 循环进气阶段从转子顶点经过进气口时开始。当缸室的顶点经过进气口时，该缸室即被密封，然后并开始压缩 压缩 当转子继续在壳体内运动时，缸室的体积会变得更小，进而压缩空气、燃油 混合气。 燃烧 火花塞点火，燃料爆发性燃烧。燃烧的压力会驱动转子沿着缸室体积增大的方向移动。 燃烧气体继续膨胀，推动转子，直至转子的顶点再