发动机原理1—工程热力学基础PPT课件.pptx

汽车发动机原理课 程 概 述一、课程的性质和任务 1、研究发动机的工作过程和性能指标，主要包括动力性、经济性、排放性等。 2、分析影响发动机性能指标的因素。 3、找出提高发动机性能指标的途径。二、课程的地位和作用 本课程是一门专业课，为发动机的使用、维修打基础。本课程在整个课程体系中起承上启下的作用，对今后的实际工作起指导作用。三、课程主要内容课程的主要内容分两大部分，《工程热力学基础知识》部分的重点是发动机的理想循环。《发动机原理》部分的重点是内燃机的燃烧过程和特性。主要内容包括：工程热力学基础、发动机示功图和性能指标、燃料和燃烧、发动机换气、汽油机混合气的形成与燃烧过程、柴油机混合气的形成与燃烧过程、发动机特性、发动机的排放与控制等。四、课程的特点、要求、学时分配、考核特点:本课程理论性较强，无多少实物供参照，课堂上的讲授以理论分析和推导为主。要求:要求课上集中精力听讲，做好笔记，课下及时复习。对重点章节要熟练掌握。学时分配：总学时48，其中实验8学时考核：本课程为考试课，平时10%；实验10%；考试80%。参考书：1.《汽车发动机原理》（第二版）陈培陵主编 人民交通出版社 2003 2.《车辆内燃机原理》（第一版）秦有方主编 北京理工大学出版社 1997 第一章 工程热力学基础本章要求：了解：热力系统、工质、功、热量、内能和熵等概念，理想气体和卡诺循环等。理解：热力学第一和第二定律，Ｐ－Ｖ图和Ｐ－Ｓ图，理想气体的热力过程和发动机的理想循环。 第一节 气体的状态及状态方程一、热力系统1、在热力学中，从若干个物体中规划出所要研究的对象，称为热力系统；界面热力系外界研究对象以外的一切物质，称为外界；热力系统和外界的分界面，称为界面。2、工质：在热力设备中用来实现热能与其它形式的能量交换的物质。※热力设备通过工质状态的变化实现与外界的能量交换。二、热力状态与状态参数1、热力状态：热力系统在某一瞬间所呈现的宏观物理状况。热力平衡状态：当外界条件不变系统内状态长时间不变，即具有均匀一致的P、V、T。2、状态参数：用来描述气体热力状态的物理量主要状态参数：压力P、比容ν、温度T、内能Ｕ、熵Ｓ、焓Ｈ。基本状态参数：可直接测量的状态参数，包括：压力(P)、比容(ν)、温度(T)。基本状态参数：1、比容：用ν表示，单位是m3/kg 。定义：单位质量的物质所占的容积。即： ν=V/M　　V--物质的容积,[m3]; M--物质的质量，[kg]。比容的倒数是？2、压力：用P表示，单位是Pa，Mpa、kPa。定义：系统单位面积上受到的垂直作用力。即：P=F/A 压力的测量3、温度：用T表示，单位是K。定义：表征物体的冷热程度（Ｔ↑气体分子的平均动能越大）三、理想气体的状态方程 1、理想气体：气体分子本身不占有体积，分子之间无相互作用力的气体。 2、理想气体的状态方程： Pν=RT PV= mRT V= mν 对空气，R=0.287kJ/kg·K 3、压容图 气体的状态也可用P-V图上的一个点表示，比较直观。第二节 热力过程及过程量 一、热力过程 热力系统从一个平衡状态到另一个平衡状态的变化历程。 P-V图上,一个点表示气体的一个热力状态;一条曲线表示一个热力过程。二、膨胀功Ｗ（Ｊ）气体在热力过程中由于体积发生变化所做的功（又称为容积功）功：δW=Fdx=APdx=PdV W12=∫12PdV对单位质量的工质： w12=W/m=∫12PdV/m =∫12Pdν ※故P-V图上,W12为过程线与横轴围成的面积。规定：热力系统对外界做功为正，外界对热力系统做功为负。由δW=PdV得： dV0，膨胀,δW0， 系统对外界做功； dV0，压缩,δW0， 外界对系统做功； dV=0，δW=0，系统与外界之间无功量传递。膨胀,W0压缩,W0三、热量是系统与外界之间依靠温差来传递的能量形式，用Q表示 q=Q/m J/kg规定：传入热力系统的热量为正值，即吸热为正；传出热力系统的热量为负值，即放热为负。※热量与功一样，是系统在热力过程中与外界传递的能量形式，因此是过程量，不是状态参数。四.熵和温熵图熵S的增量等于系统在过程中交换热量除以传热时绝对温度所得的商ds=δq/T1Kg工质的熵的单位J/kgKmKg工质熵的单位Ｊ/K吸热,Q0放热Q0熵s是一个状态参数ds0,Q0,吸热;ds0,Q0,放热;ds=0,无热量交换.※比容ν的变化量标志着有无做功，熵s的变化量标志着有无传热。第三节 热力学第一定律一、热力学第一定律表述为：当热能与其它形式的能量相互转换时，能的总量保持不变。对于一个热力系统： 进入系统的能量-离开系统的能量 =系统内部储存能量的变化量※热力学第一定律是能量转换与守恒定律在热力学上的具体应用，它阐明了热能和其它形式的能量在转换过程中的