循环过程卡诺循环讲解课件.pptVIP

§4.5循环过程卡诺循环§4.5.1循环过程及其效率一、循环过程：一系统(或工质)，经历一系列变化后又回到初始状态的整个过程叫循环过程，简称循环。准静态循环过程可在状态图上表现为一闭合曲线。a?b?c，膨胀，对外做功A；1pabc?d?a，外界对系统做功?A?；2A循环过程总功(净功)A=A-?A?dc12等于p-V图上闭合曲线围的面积。0V1V2V热机：循环沿顺时针方向，正循环(热循环)，系统对外界做净功A；致冷机：循环沿逆时针方向，逆循环（致冷循环）,外界对系统做净功A。

循环过程系统总吸热为Q1循环过程系统总放热为?Q2?pQ1Aab循环过程一周：?E=0dcQ2?Q-?Q?=A01二、热机效率热机效率2V1V2V一次循环工质对外做的净功A一次循环工质从高温热源吸收的热量Q1

三、典型的热循环：蒸汽机的循环1.一定量的水从蒸发器（锅炉）中吸热Q变成高温水1蒸汽；2.水蒸汽在蒸汽涡轮机中膨胀，推动叶轮对外做功A，1同时降温，变成废汽；Q3.废气进入冷凝器，向1A1低温热库放热Q，同时自身凝结为水；24.最后水泵对冷凝水做功A，将水压回到锅Q22炉中去，完成循环。A2

燃煤电厂中的蒸汽循环动动能能化化学学能能热热能能热能能热热能能烟烟气气河流河流燃烧炉燃烧炉

§4.5.2卡诺循环(Carnotcycle)为了提高热机效率，1824年法国青年工程师卡诺提出了一个理想循环，它体现了热机循环的基本特征，我们称它为卡诺循环。一、卡诺循环条件高温热库T1Q11.准静态循环，可以正、逆循环。工质2.工质为理想气体。WQ23.工质只和两个温度不同的恒温热库交换热量。低温热库T2二、卡诺循环组成两个等温过程1-2和3-4两个绝热过程2-3和4-1顺时针转组成正卡诺循环，逆时针转组成逆卡诺循环。

卡诺循环过程动态图示绝热膨胀降温，a-b等温膨胀，吸热b-cc-d等温压缩，放热d-a绝热压缩，升温

三、卡诺循环的热机效率1?2过程，等温膨胀，吸热2?3过程，绝热膨胀，温度下降,3?4过程，等温压缩，放热4?1过程，绝热压缩，温度上升,热机循环过程效率：

卡诺循环热机效率只与两个恒温热库温度T和T12有关，与工质无关。它指明提高热机效率的方向，即提高T值或降低1T值。实际降低T是困难的，热电厂尽可能地提22高T温度。1高温热库T1卡诺循环是理想循环，实际循环效率要小很多。Q1工质AQ2能流图，卡诺循环中能量交换与转化关系。低温热库T2

例7.有一卡诺循环，当热源温度为100℃，冷却器温度为0℃时，一循环作净功8000J，今维持冷却器温度不变，提高热源温度，使净功增为10000J。若此两循环都工作于相同的二绝热线之间，工作物质为同质量的理想气体，则热源温度增为多少?前后效率分别为多少？解：升温前：升温后：

奥托(N.A.Otto)循环:汽车四冲程发动机中的循环过程为奥托循环进气门火花塞排气门○○进气压缩作功排气(32)

火花塞排气门空气(理想气体)标准奥托循环:1)绝热压缩过程:a?b2)等容吸热过程:b?c○○作功排气对应于点火爆燃过程3)绝热膨胀过程:c?d对应于气体膨胀对外作功过程进气门4)等容放热过程:d?a压缩进气

例8a:奥托循环的效率燃烧汽油的四冲程内燃机进行的循环过程叫奥托循环。它由两条绝热线和两条等容线组成。如图。ab段：将空气和汽油的混合气体进行绝热压缩。bc段：压缩到体积V时点火，混合气体急速升温(等容升温2吸热Q。1cd段：混合气体绝热膨胀，推动活塞做功W。1da段：等容放热（实际上是将废气从气缸中排出去,把热量带走，最后进入大气，下一循环吸入同样体积的冷空气）。状态a:T,V；b:T,V；c:T,V；d:T,V:b-c，等容吸热Q=?C(T-T),1V32d-a，等容放热|Q|=?C(T-T)，2V41效率

a–b，绝热过程（TV?-1=常量）c–d，绝热过程,由此两式可得:定义压缩比r=V/V，则可得：12奥托循环的效率决定于压缩比r。

例8b:狄赛尔循环（Dieselcycle）的效率四冲程柴油内燃机进行的循环过程叫狄赛尔循环。经过准静态循环过程：（未画吸气冲程）(1)由状态V、T绝热压缩到状态V、T，温度升高。1A2B(2)由状态V、T经等压吸热过程达到状态V、T，等压燃烧膨胀2B3C(3)由状态V、T绝热膨胀到状态V、T。3C1D(4)由状态V、T经等体放热过程达到状态V、T。1D1A解