[理学]气体动力循环

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1、第八章气体动力循环8.1活塞式内燃机的理想循环8.2燃气轮机装置循环8.3增压内燃机及其循环第八章气体动力循环8.1活塞式内燃机的理想循环3241’1”pv0空气５喷油器(柴油自燃温度约335℃)柴油机实际工作循环示功图pv1122334455pvTs一.内燃机混合加热循环ssv现代柴油机理论示功图(p─v图)和Ｔ─s图吸热量放热量循环热效率循环净功混合加热循环的计算pv12345Tsvpv12345Tsv而将以上两式代入上面的等式关系式有:或(定容)升压比压缩比(定压)预胀比pv12345Tsv上式表明，混合加热循环的热效率随压缩比ε、定容升压比λ的增大而增大，随定压预胀比ρ的增大而

2、减小。已得到二.柴油机的理论循环—定容、定压加热循环p32324411vTssspv定容加热循环定压加热循环32324411vTsssvvp吸热量放热量循环净功定容加热循环的计算：3241Tsvv循环热效率：因即所以3241Tsvv随着压缩比增加，定容加热循环的循环效率亦增大3241Tspv吸热量：放热量：循环热效率：循环净功：定压加热循环的计算：3241Tspv因即所以令称为定压预胀比。3241Tspv32324411pvTssspv定压预胀比ρ对循环热效率的影响T1mT´2mT2mT´1m增大预胀比ρ，可使吸热平均温度升高，放热平均温度也升高，因定容线比定压线陡，所以放热平均温度增

3、长的比吸热平均温度增长的快，使循环热效率减小。燃气轮机装置示意图燃烧室进气口压气机水泵废气燃气轮机燃料12348.2燃气轮装置循环燃烧室进气口排气燃气轮机燃料124压气机燃气轮机装置示意图发电机电31800-2300K一.燃气轮机装置理想循环（勃雷顿循环）32324411pvTssspp燃气轮机装置理想循环在坐标图上表示3241Tspp燃气轮机装置循环的计算内容吸热量放热量压气机耗功燃气轮机作功循环净功循环热效率将代入热效率(a)式因即得3241Tspp为循环增压比.因定义则显然，定压加热燃气轮机循环的热效率完全取决于循环增压比，并随着π的增大而增加。在循环最高温度T3受和最低温度T1

4、一定的情况下，如图所示。3241Ts循环增压比对循环热效率的影响3241Tspp压气机耗功的计算燃气轮机作功量的计算压气机耗功的计算：燃气轮机作功量的计算：由：此式说明，当最高温度T3一定时，循环净功决定于增压比。为找出循环净功随增压比变化的关系，通过求w0对的一阶及二阶导数，可知当增压比的数值等于：时循环净功w0有极大值。可得：8.3增压内燃机及其循环增压器：利用专门的压气机提高空气的压力及密度，然后送入内燃机气缸，从而使相同的气缸容积内充入更多的空气量。增加循环净功，增加内燃机功率（增高30％～100％）汽油机：采用增压容易发生不正常的爆燃现象，因此除了用于空气稀薄的处所如高空及高

5、原地区外，汽油机都不采用增压。它可由内燃机本身的主轴带动，也可以由一种依靠内燃机废气能量工作的小型燃气轮机，即废气涡轮来驱动。废气涡轮增压柴油机的工作过程：当废气由气缸流入排气总管时，气缸内气体减少的热力学能将转变为流入排气管气体的焓，然后气体进入废气涡轮，在其中绝热膨胀到大气压力后排入大气。在废气涡轮中，气体焓的减小转变为废气涡轮的轴功输出，用于驱动增压器。在增压器中，从大气吸入的空气经绝热压缩提高压力及提高焓值后，送往内燃机作为内燃机的工质。增压内燃机热力循环的p-v图与T-s图过程5-1：即为内燃机定容排气而气缸内气体热力学能减少的过程。过程1-6：废气涡轮定压进气而其中气体的焓

6、增加的过程，该过程中增加的焓的数值应等于过程5-1中内燃机气缸内气体热力学能减小的数值。过程6-7：废气涡轮中气体的绝热膨胀过程。过程7-8：废气在大气中定压放热的过程。过程8-1：增压器中气体的绝热压缩过程。循环1-2-3-4-5-1为内燃机的混合加热循环完