《热机+flash_+巩固+例题优质课教学课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热机+flash_+巩固+例题优质课教学课件.ppt（47页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、热机一、内能的获得：一、内能的获得： 二、内能的利用：二、内能的利用： 1 1、直接加热物体、直接加热物体: :热传递热传递热机热机 做功做功转化转化 一、人类怎样利用内能（内能利用的途径）一、人类怎样利用内能（内能利用的途径）化学能化学能（燃料）（燃料）燃烧燃烧 内能内能 机械能机械能 二、应用内能做功的机械二、应用内能做功的机械 转化转化 热机热机 蒸汽机蒸汽机 蒸汽轮机蒸汽轮机 喷气发动机喷气发动机（空气（空气式式、火箭式）、火箭式）汽油机汽油机 柴油机柴油机 外燃机外燃机内燃机内燃机（燃料在气缸外燃烧）（燃料在气缸外燃烧）（燃料在气缸内燃烧）（燃料在气缸内燃烧）2、做功、做功 ：各种热
2、机：各种热机1、加热、加热 ：对外做功对外做功转移转移 各种炉具（家庭生活、工业生产）各种炉具（家庭生活、工业生产）煤气机煤气机获得内能的途径：燃烧燃料2 2、利用内能做功：、利用内能做功：二、内能的利用：二、内能的利用： 内能转化为机械能内能转化为机械能一、内能的利用：一、内能的利用： 3 3、热机、热机将内能转化为机械能的机器将内能转化为机械能的机器热机的种类热机的种类蒸气机、内燃机、汽轮机、蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等喷气发动机、火箭等蒸汽机蒸汽机火车汽轮机汽轮机内燃机内燃机内燃机内燃机飞机上的喷气发动机飞机上的喷气发动机火箭上的喷气发动机二、二、内燃机种类内燃机种类(2)
3、(2)柴油机柴油机汽油机工作时，汽油机工作时，活塞在汽缸里活塞在汽缸里做往复运动，做往复运动，活塞从汽缸的活塞从汽缸的一端运动到另一端运动到另一端的过程叫一端的过程叫做做冲程冲程。1 吸气冲程吸气冲程进气门和排进气门和排气门都关闭，气门都关闭，活塞向上运活塞向上运动，燃料混动，燃料混合物被压缩，合物被压缩，压强增大，压强增大，温度升高。温度升高。2 压缩冲程压缩冲程在压缩冲程未在压缩冲程未尾，火花塞产尾，火花塞产生电火花，使生电火花，使燃料猛烈燃烧，燃料猛烈燃烧，产生高温高压产生高温高压的燃气。高温的燃气。高温高压燃气推动高压燃气推动活塞向下运动，活塞向下运动，并通过连杆带并通过连杆带动曲轴转
4、动。动曲轴转动。3 做功冲程做功冲程进气门关闭，进气门关闭，排气门打开，排气门打开，活塞向上运活塞向上运动，把废气动，把废气排出气缸。排出气缸。4 排气冲程排气冲程吸气吸气压缩压缩做功做功排气排气1、在四个冲程中，哪些冲程发生、在四个冲程中，哪些冲程发生 了能量的转化？了能量的转化？2、哪个冲程使汽车获得了动力？、哪个冲程使汽车获得了动力？3、哪个冲程排出了汽车的尾气？、哪个冲程排出了汽车的尾气？机械能转化为内能机械能转化为内能内能内能转化为转化为机械能机械能获 得获 得动 力动 力排出尾气排出尾气一个工作循环一个工作循环在做功冲程燃气对活在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为塞做功，内能转化为
5、机械能。机械能。其余三个冲其余三个冲程靠消耗飞轮的机械程靠消耗飞轮的机械能来完成能来完成. . ；2、 “四个冲程四个冲程”中汽油机各部件运动情况中汽油机各部件运动情况打开打开打开打开底底关闭关闭关闭关闭关闭关闭关闭关闭关闭关闭关闭关闭底底顶顶顶顶压缩压缩进气进气排气排气点火点火燃烧做功燃烧做功内能内能 获得动力的是获得动力的是 冲程。冲程。机械能机械能内能内能（对外做功对外做功）。）。化学能化学能 部件名称3、探究探究1：能量转化情况：能量转化情况（想想议议想想议议） ； . 排出汽车尾气的是排出汽车尾气的是 冲程。冲程。做功冲程做功冲程机械能机械能内能内能压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程做
6、功做功排气排气7四个冲程活塞往复运动四个冲程活塞往复运动 次，曲轴转动次，曲轴转动 周。周。对外做功对外做功 次，输出动力是次，输出动力是 冲程；冲程；消耗机械能消耗机械能的是的是 冲程，活塞冲程，活塞的运动是靠的运动是靠 。 运动方式转化情况运动方式转化情况：活塞的运动方式是活塞的运动方式是 ：直线直线运动运动转化方法转化方法 。曲轴的运动方式是曲轴的运动方式是 ：转转动动由由连杆连杆带动带动曲轴曲轴两两探究探究2：做功做功压缩压缩飞轮的惯性带动飞轮的惯性带动活塞运动次数与曲轴转动转动次数活塞运动次数与曲轴转动转动次数：两两一一探究探究4：探究探究3：四个冲程能量的：四个冲程能量的“产消产消
7、”吸气吸气排气排气8 某汽油机飞轮转速为某汽油机飞轮转速为3000r/min3000r/min，那么，那么，每秒钟内完成每秒钟内完成 个冲程，活塞往复个冲程，活塞往复 次，燃气推动活塞做功的次数为次，燃气推动活塞做功的次数为 次。次。3000r/min=50r/s 一个工作循环由四个冲程组成，曲轴旋转两周，一个工作循环由四个冲程组成，曲轴旋转两周，活塞往复两次，对外做功一次活塞往复两次，对外做功一次1005025喷油嘴喷油嘴进气门进气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门气缸气缸曲轴曲轴火花塞火花塞吸气冲程吸气冲程 压缩冲程压缩冲程 做功冲程做功冲程 排气冲程排气冲程空气 进气门打开，排气进气门打开，
8、排气门关闭。活塞由上端门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气向下端运动，将空气吸进气缸。吸进气缸。 进气门和排气门都关闭进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强气压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。柴油的着火点。 在压缩冲程末，从喷在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，产热空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。杆带动曲轴转
9、动。燃烧后的废气 进气门关闭，排气门进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。把废气排出气缸。 汽油机和柴油机的工作过程有什汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？么相同点，有什么不同点？1基本构造和主要部件的作用相似。基本构造和主要部件的作用相似。2 每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。3 四个冲程中，只有做功冲程对外做功，四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。其余三个冲程靠飞轮惯性完成。4 一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮
10、一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。转动两周，做功一次。相同相同点点不同点不同点1构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。油机气缸顶部有喷油嘴。2 燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。油机的燃料是柴油。3 吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。合气体，柴油机只吸进空气。4 点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。机属压燃式点火。三、燃料的热值：三、燃料的热值： 2 2、燃烧相
11、同质量的不同燃料，放出、燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量不同。的热量不同。 1、燃料的种类很多，可分为固体燃料、燃料的种类很多，可分为固体燃料、液体燃料和气体燃料。液体燃料和气体燃料。三、燃料的热值：三、燃料的热值： 3 3、燃料的热值：、燃料的热值：1kg1kg某种燃料完全燃某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。 4、热值的单位：、热值的单位：J/kg5、热值的符号：、热值的符号：q三、燃料的热值：三、燃料的热值： (7.18.8) 10 /(Jm )10 /(Jm )天然气天然气3.010 /(Jkg )10 /(Jkg )酒精酒精约约3.91
12、0 /(Jkg )10 /(Jkg )煤气煤气3.410 /(Jkg )10 /(Jkg )木炭木炭1.410 /(Jkg )10 /(Jkg )氢氢3.010 /(Jkg )10 /(Jkg )焦炭焦炭4.610 /(Jkg )10 /(Jkg )汽油汽油约约3.410 10 /(Jkg )/(Jkg )无烟煤无烟煤4.610 /(Jkg )10 /(Jkg )煤油煤油约约2.910 10 /(Jkg )/(Jkg )烟煤烟煤3.310 /(Jkg )10 /(Jkg )柴油柴油约约1.210 10 /(Jkg )/(Jkg )干木柴干木柴777777777877-1-1-1-1-1-1-1
13、-1-1-1-3-3三、燃料的热值：三、燃料的热值：6、燃料燃烧放热计算：、燃料燃烧放热计算： 小明某次用火炉烧水时，共消耗了小明某次用火炉烧水时，共消耗了1.5kg的烟的烟 煤，试计算这些烟煤完全燃烧放出多少焦的煤，试计算这些烟煤完全燃烧放出多少焦的 热量（烟煤的热值热量（烟煤的热值q=2.7107J/kg)?解：解：Q=qm=2.7107J/kg 1.5kg =4.05107J答：这些煤完全燃烧放出的热量为答：这些煤完全燃烧放出的热量为4.05107JQ=mq用家用燃气热水器烧水洗澡，假如用家用燃气热水器烧水洗澡，假如洗一次澡要用掉天然气洗一次澡要用掉天然气0.14米米3.问问:完全燃烧这
14、么多的天然气能放出完全燃烧这么多的天然气能放出多少焦的热量？多少焦的热量？(q=8107焦耳焦耳/米米3)解：解：Q=qV=8107J/m3014m3 =1.12107J四、燃料的利用率：四、燃料的利用率： 思考：思考：上例中小明烧水用了上例中小明烧水用了1.5kg的烟煤，这些煤的烟煤，这些煤完全燃烧放出的热量为完全燃烧放出的热量为4.05107J，实际放，实际放出的热量是出的热量是4.05107J吗？为什么？水实际吗？为什么？水实际吸收的热量呢？吸收的热量呢？水实际吸收的热量，称为有效利用的热量。水实际吸收的热量，称为有效利用的热量。四、燃料的利用率：四、燃料的利用率： 1、炉子的效率：、炉
15、子的效率： 有效利用的热量（水吸收的热量）与燃有效利用的热量（水吸收的热量）与燃料完料完 全燃烧放出的热量之比。全燃烧放出的热量之比。公式：公式：=Q吸吸Q放放=cmtmq四、燃料的利用率：四、燃料的利用率： 2、提高燃料利用率，节约能源、提高燃料利用率，节约能源1）使煤充分燃烧：将煤磨成煤粒，加大）使煤充分燃烧：将煤磨成煤粒，加大 送风量。送风量。2）加大受热面积，减少烟气带走的热量：）加大受热面积，减少烟气带走的热量：四、燃料的利用率：四、燃料的利用率： 3 3、热机的效率：用来做有用功的那、热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比，部分能量和燃料完全燃烧放出的热量
16、之比，叫热机的效率。叫热机的效率。 燃料的不完全燃烧、气缸部件吸热后的热量燃料的不完全燃烧、气缸部件吸热后的热量散失、废气带走的热量和克服摩擦做功而消耗散失、废气带走的热量和克服摩擦做功而消耗的能量，都是引起能量损失的原因。因此，提的能量，都是引起能量损失的原因。因此，提高热机效率，可提高燃料的利用率。高热机效率，可提高燃料的利用率。 四、燃料的利用率：四、燃料的利用率： 提高热机效率的途径和节能方法：提高热机效率的途径和节能方法：（l l）尽可能减少各种热损失，如保证良好尽可能减少各种热损失，如保证良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量；的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量；(2)(2)充分利
17、用废气的能量，提高燃料的利用充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，如利用热电站废气来供热。这种既供电又率，如利用热电站废气来供热。这种既供电又供热的热电站，比起一般火电站来，燃料的利供热的热电站，比起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。用率大大提高。 计算计算: 1. 完全燃烧完全燃烧15千克热值是千克热值是 3.4107焦焦耳耳/千克的木炭，能产生多少热量？千克的木炭，能产生多少热量？7想要获得这些热量想要获得这些热量,需要完全燃烧需要完全燃烧多少千克氢气多少千克氢气?(q氢氢=1.4 108焦耳焦耳/千克千克)解：解：Q=qm=3.4107J/kg15kg =5.1108J解：解：Q=qmm=Q/q=5.1108J/(1.4108J/kg) =3.6kg3.把把5kg、40的水烧开，需要完的水烧开，需要完全燃烧多少全燃烧多少kg的干木柴？的干木柴？（已知干木柴的燃烧值为（已知干木柴的燃烧值为1.2107J/kg，外，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）的热量全部被水吸收）解：解：Q=cmt4.2103J/(kg.)5kg（10040）126106Jm=Q/q=1.26106J/(1.4107J/kg) =0.09kg