热力循环与热工设备简介

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1、作业5-15-2第五章热力循环与热工设备简介热力循环研究目的和分类动力循环：工质连续不断地将从高温热源取得的热量的一部分转换成对外的净功按工质气体动力循环：内燃机蒸汽动力循环：外燃机空气为主的燃气按理想气体处理水蒸气等实际气体研究目的：合理安排循环，提高热效率ICEECE气体动力循环分类按结构活塞式叶轮式汽车，摩托，小型轮船航空，大型轮船，移动电站联合循环的顶循环pistonengineGasturbinecycle气体动力循环分类小型汽车，摩托中、大型汽车，火车，轮船，移动电站汽油机petrol(gasoline)engine按燃料柴油机dieselengine煤油机ke

2、roseneoilengine航空气体动力循环分类点燃式sparkignition按点燃方式：按冲程数：四冲程four-stroke压燃式compressionignition二冲程two-stroke动力循环研究方法实际动力循环非常复杂不可逆，多变指数变化，燃烧等工程热力学研究方法，先对实际动力循环进行抽象和理想化，形成各种理想循环进行分析，最后进行修正。§5-1内燃机的基本构造及循环一、四冲程高速柴油机（混合加热循环）high-speeddieselengin四冲程柴油机工作原理空气废气吸气压缩膨胀排气IntakeCompressionExpansionExhaustExh

3、austgasAirIntakevalveExhaustvalveFuel油四冲程高速柴油机工作过程上止点Topdeadcenter下止点Bottomdeadcenter四冲程高速柴油机工作过程1230—1吸空气pV一般n=1.34~1.37柴油自燃t=335℃p02’01—2’多变压缩p2’=3~5MPat2’=600~800℃2’喷柴油2开始燃烧2—3迅速燃烧，近似Vp↑5~9MPaAutoiginition四冲程高速柴油机工作过程123453—4边喷油，边膨胀pVp01’2’0t4可达1700~1800℃4停止喷柴油4—5多变膨胀V近似膨胀pp5=0.3~0.5MPat5

4、500℃5—1’开阀排气，降压1’—0活塞推排气,完成循环四冲程高速柴油机的理想化123451.工质pVp01’2’0工质数量不变定比热理想气体P-V图p-v图2.0-1和1’-0抵消开口闭口循环3.燃烧外界加热4.排气向外界放热5.多变绝热6.不可逆可逆理想混合加热循环（萨巴德循环）1234512345pvTs分析循环吸热量，放热量，热效率和功量Dualcycle(Sabathe)理想混合加热循环的计算12345Ts吸热量放热量(取绝对值）热效率定义几个指标性参数12345pv压缩比定容增压比预胀比反映气缸容积反映供油规律CompressionratioCuto

5、ffratio理想混合加热循环的计算12345Ts热效率理想混合加热循环的计算12345Ts热效率各因素对混合加热循环的影响1、当、不变受气缸材料限制一般柴油机潜艇用氦气，k=1.66各因素对混合加热循环的影响2、当不变注意：图示的研究方法不必记忆的复杂式12345pv柴油机与汽油机动力循环图示12345pv1234pv柴油机，压燃式汽油机，点燃式定容加热循环（奥图OTTO循环)12341234pvTs定容加热循环的计算1234Ts吸热量放热量(取绝对值）热效率定容加热循环的计算1234Ts热效率定容加热循环的计算汽油易爆燃一般汽油机一般柴油机效率高于汽油机的效率但汽油机小巧柴

6、油机与低速柴油机循环图示12345pv1234pv柴油机，压燃式低速柴油机，压燃式定压加热循环（狄塞尔Diesel循环)1234pv1234Ts定压加热循环的计算1234Ts吸热量放热量(取绝对值）热效率定压加热循环的计算热效率当不变当不变已被淘汰§5-2活塞式内燃机循环比较比较的条件压缩比吸热量反映气缸结构尺寸、工艺材料反映作功量（马力）最高压力反映材料耐压、壁厚、成本最高压力反映材料耐温比较的对象：混合加热，定容加热，定压加热和相同Ts平均温度法3m4m123v4v3p4p和相同Ts相等12v342m2p和相同3p4mTs2p3m12v4v3v4p2m？？和相同，图示大小§

7、5-3斯特林（Stirling)循环1816年提出，近几十年才实施冷气室热气室加热器冷却器AB回热器1-2T压缩2-3V吸热3-4T膨胀4-1V放热斯特林循环图示12341234pvTs概括性卡诺循环核潜艇，制冷§5-4勃雷登循环（BraytonCycle）用途：航空发动机尖峰电站移动电站大型轮船联合循环的顶循环勃雷登循环示意图和理想化1234压气机燃气轮机燃烧室1）工质：数量不变，定比热理想气体理想化：2）闭口循环3）可逆过程CombustionchamberCompressorTurb