上海交大工程热力学(第四版)课件_第9章_气体动力循环.ppt

可见：1）对于每一τ，均有π， 其w→wnet,max2）τ上升，即T3上升，使取得wnet,max 的π 上升，ηt上升，所以提高T3 能带动wnet,max 及ηt同时升高。 * * 第九章 气体动力循环 Gas power cycles 9-1 分析动力循环的一般方法 9-2 活塞式内燃机实际循环的简化 9-3 活塞式内燃机的理想循环 9-4 活塞式内燃机个正理想循环的热力学比较 9-5 燃气轮机装置循环 9-6 燃气轮机装置定压加热实际循环 9-7 提高燃气轮机装置热效率的热力学措施 9-8 喷气发动机简介 9–1 分析动力循环的一般方法 一、分析动力循环的目的在热力学基本定律的基础上分析循环能量转化的经济性，寻求提高经济性的方向及途径。 二、分析动力循环的一般步骤 1. 实际循环（复杂不可逆） 抽象、简化 可逆理论循环 分析可逆循环 影响经济性的主要因素和可能改进途径 实际循环 指导改善 2. 分析实际循环与理论循环的偏离程度，找出实际损失的部位、大小、原因及改进办法 三、分析动力循环的方法 1. 第一定律分析法 以第一定律为基础，以能 量的数量守恒为立足点。 2. 第二定律分析法 综合第一定律和第二定律 从能量的数量和质量分析。 熵分析法 分析法 熵产 作功能力损失 火用损 火用效率 四、内部热效率?iinternal thermal efficiency ——不可逆过程中实际作功量和循环加热量之比 其中与实际循环相当的内可逆循环的热效率 相对内部效率internal engine efficiency 反映内部摩擦引起的损失 五、空气标准假设the air-standard hypothesis 气体动力循环中工作流体 理想气体 空气 定比热 燃烧和排气过程 吸热和放热过程 燃料燃烧造成各部分气体成分及质量改变忽略不计 9–2 活塞式内燃机实际循环的简化 一、活塞式内燃机internal combustion engine简介 1．分类： 按燃料：煤气机gas engine汽油机gasoline engine; petrol engine柴油机diesel engine按冲程：二冲程two-stroke四冲程four-stroke 按点火方式：点燃式spark ignition engine压燃式compression ignition engine开式循环open cycle； 燃烧、传热、排气、膨胀、压缩均为不可逆； 各环节中工质质量、成分稍有变化。 ２．活塞式内燃机循环特点 二、活塞式内燃机循环的简化 三、平均有效压力mean effective pressure 0?1吸气 1?2压缩 2?3喷油、燃烧 3?4燃烧 4?5膨胀作功 5?0排气 简化：引用空气标准假设 燃烧?2-3等容吸热+3-4定压吸热 排气?5-1等容放热 压缩、膨胀?1-2及4-5等熵过程 吸、排气线?重合、忽略 燃油质量?忽略 燃气成分改变?忽略 9–3 活塞式内燃机的理想循环 一、混合加热理想循环（dual combustion cycle） 1. p-v图及T-s图 1?2 等熵压缩；2?3 等容吸热； 3?4 定压吸热；4?5 等熵膨胀； 5?1 定容放热 特性参数： 压缩比compression ratio 定容增压比pressure ratio 定压预胀比 cutoff ratio 2. 循环热效率 或 利用 表示 两式相除，考虑到 把T2、T3、T4和T5代入 求 讨论： 归纳：a.吸热前压缩气体，提高平均吸热温度是提高热效率的重要措施，是卡诺循环，第二定律对实际循环的指导。b.利用T-s图分析循环较方便。c.同时考虑q1和q2或T1m和T2m平均。 二、定压加热理想循环Diesel cycle 讨论： c 重负荷（??，q1 ? ）时内部热效率下降，除外还有因温度上升而使，造成热效率下降 三、定容加热理想循环Otto cycle 讨论： c 重负荷（q1 ? ）时内部热效率下降，因温度上升使 ??，造成热效率下降 9–4 活塞式内燃机各种理想循环的热力学比较 一、压缩比相同，吸热量相同时的比较或 二、循环pmax、Tmax相同时的比较或 例A470299 例A447277 9-5 燃气轮机装置循环 一、燃气轮机gas turbine装置简介小型燃气轮机 轴流式燃气轮机 构成 压气机compressor 燃烧室combustion chamber 燃气轮机gas turbine 特点 1.开式循环open cycle，工质流动； 2.运转平稳，连续输出功； 3.启动快，达满负荷快； 4.压气机消耗了燃气轮机产生功率的绝大部分，但重