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1、会计学1气体动力循环气体动力循环(xnhun)案例案例第一页，共31页。动力循环研究动力循环研究(ynji)目的目的和分类和分类动力循环：工质连续不断地将从高温热源取得动力循环：工质连续不断地将从高温热源取得动力循环：工质连续不断地将从高温热源取得动力循环：工质连续不断地将从高温热源取得(qd)(qd)的热量的一部分转换成对外的净功的热量的一部分转换成对外的净功的热量的一部分转换成对外的净功的热量的一部分转换成对外的净功按工质按工质按工质按工质气体动力循环气体动力循环气体动力循环气体动力循环(xnhun)(xnhun)：内燃机：内燃机：内燃机：内燃机蒸汽动力循环：外燃机蒸汽动力循环：外燃机蒸汽
2、动力循环：外燃机蒸汽动力循环：外燃机空气为主的燃气空气为主的燃气空气为主的燃气空气为主的燃气按理想气体处理按理想气体处理按理想气体处理按理想气体处理水蒸气等水蒸气等水蒸气等水蒸气等实际气体实际气体实际气体实际气体研究目的：合理安排循环，提高热效率研究目的：合理安排循环，提高热效率研究目的：合理安排循环，提高热效率研究目的：合理安排循环，提高热效率第1页/共31页第二页，共31页。气体动力循环气体动力循环(xnhun)分类分类按结构按结构(jigu)活塞式活塞式叶轮式叶轮式小型汽车，摩托小型汽车，摩托(mtu)中、大型汽车，火车，轮船中、大型汽车，火车，轮船移动电站移动电站汽油机汽油机点燃式，压
3、燃式点燃式，压燃式汽车，摩托，小型轮船汽车，摩托，小型轮船按燃料按燃料航空，大型轮船，移动电站航空，大型轮船，移动电站柴油机柴油机煤油机煤油机航空航空按点燃方式：按点燃方式：第2页/共31页第三页，共31页。活塞式汽车活塞式汽车(qch)发动机构发动机构造造火火花花塞塞 2-气气缸缸盖盖 3-出出水水口口 4-气气缸缸 5-活活塞塞(husi)6-水水 套套 7-水水 泵泵 8-活活 塞塞(husi)销销 9-进进水水口口 10-连杆连杆 11-飞轮飞轮 12-曲曲轴轴 13-机机油油管管 14-曲曲轴轴箱箱 15-机机油油泵泵 16-曲曲轴轴正正时时齿齿轮轮 17-凸凸轮轮正正时时齿齿轮轮
4、18-凸轮轴凸轮轴 19-排气管排气管20-进进气气管管 21-进进气气门门 22排排气门气门 23-化油器化油器第3页/共31页第四页，共31页。开式循环(open cycle)；燃烧、传热、排气、膨胀(png zhng)、压缩均为不可逆；各环节中工质质量、成分稍有变化。1活塞式内燃机循环活塞式内燃机循环(xnhun)特点特点61 活塞式内燃机的混合活塞式内燃机的混合(hnh)加热加热循环循环第4页/共31页第五页，共31页。2、活塞式内燃机循环、活塞式内燃机循环(xnhun)的简的简化化第5页/共31页第六页，共31页。01 吸气吸气12 压缩压缩(y su)23 喷油、燃烧喷油、燃烧34
5、 燃烧燃烧45 膨胀作功膨胀作功50 排气排气简化：引用简化：引用(ynyng)空气标准假设空气标准假设燃烧燃烧(rnsho)2-3等容吸热等容吸热+3-4定压吸热定压吸热排气排气5-1等容放热等容放热压缩、膨胀压缩、膨胀1-2及及4-5等熵过程等熵过程吸、排气线吸、排气线重合、忽略重合、忽略燃油质量燃油质量忽略忽略燃气成分改变燃气成分改变忽略忽略3 活塞式内燃机的理想循环活塞式内燃机的理想循环第6页/共31页第七页，共31页。1.p-v图及图及T-s图图12 等熵压缩等熵压缩(y su)；23 等容吸热；等容吸热；34 定压吸热；定压吸热；45 等熵膨胀；等熵膨胀；51 定容放热定容放热特性
6、特性(txng)参参数：数：压缩比压缩比(compression ratio)定容增压定容增压(zn y)比比(pressure ratio)定压预胀比定压预胀比(cutoff ratio)第7页/共31页第八页，共31页。2.循环循环(xnhun)热效热效率率第8页/共31页第九页，共31页。利用利用(lyng)表示表示(biosh)第9页/共31页第十页，共31页。两式相除，考虑两式相除，考虑(kol)到到把把T2、T3、T4和和T5代入代入求求第10页/共31页第十一页，共31页。讨论讨论(toln)：归纳：归纳：a.吸热前压缩气体，提高平均吸热前压缩气体，提高平均(pngjn)吸热温度
7、是提高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。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.利用利用T-s图分析循环较方便。图分析循环较方便。c.同时考虑同时考虑q1和和q2或或T1m和和T2m平均平均(pngjn)。第11页/共31页第十二页，共31页。一、定容加热理想一、定容加热理想(lxing)循环循环(Otto cycle)62 活塞式内燃机的定容加热活塞式内燃机的定容加热(ji r)循环和定压加热循环和定压加热(ji r)循环循环第12页/共31页第十三页，共31页。第13页/共31页第十四页，共31页。讨论讨论(toln)：c)重负荷（重
8、负荷（q1 ）时内部热效率下）时内部热效率下降降(xijing)，因温度上升使，因温度上升使，造成热效率下降造成热效率下降(xijing)第14页/共31页第十五页，共31页。二、定压加热理想二、定压加热理想(lxing)循环循环(Diesel cycle)第15页/共31页第十六页，共31页。讨论讨论(toln)：第16页/共31页第十七页，共31页。63 活塞式内燃机各种循环活塞式内燃机各种循环(xnhun)的比较的比较一、进气一、进气(jn q)(jn q)状态、压缩比相同，吸热量相同时的比状态、压缩比相同，吸热量相同时的比较较 或或第17页/共31页第十八页，共31页。二、进气二、进气
9、(jn q)状态、循环状态、循环pmax、Tmax相同时的相同时的比较比较 或或第18页/共31页第十九页，共31页。6-5 燃气轮机燃气轮机(rnqlnj)装置装置循环循环一、燃气轮机一、燃气轮机(rnqlnj)装置简介装置简介(轴轴流式燃气轮机流式燃气轮机(rnqlnj)小型小型(xioxng)燃燃气轮机气轮机第19页/共31页第二十页，共31页。构成构成(guchng)压气机压气机 燃烧室燃烧室 燃气轮机燃气轮机特点特点 1.开式循环，工质流动；开式循环，工质流动；2.运转平稳，连续输出功；运转平稳，连续输出功；3.启动快，达满负荷快；启动快，达满负荷快；4.压气机消耗压气机消耗(xio
10、ho)了燃气轮机产生的部分了燃气轮机产生的部分功率。功率。用途用途飞机、舰船的动力载荷机组飞机、舰船的动力载荷机组(jz)，电站峰荷机组，电站峰荷机组(jz)(等。等。第20页/共31页第二十一页，共31页。二、定压加热理想二、定压加热理想(lxing)循环循环1-2 等熵压缩等熵压缩(y su)（压气机内）（压气机内）2-3 定压吸热定压吸热(x r)（燃烧室内）（燃烧室内）3-4 等熵膨胀（燃气轮机内）等熵膨胀（燃气轮机内）4-1 定压放热（排气，假想换热器）定压放热（排气，假想换热器）循环增压比循环增压比 循环增温比循环增温比第21页/共31页第二十二页，共31页。三、定压加热理想循环三
11、、定压加热理想循环(xnhun)分析分析1.热效率热效率t注意：式中注意：式中T1、T2并非指高温并非指高温 热源热源(ryun)，低温热源，低温热源(ryun)。第22页/共31页第二十三页，共31页。四四 提高提高(t go)燃气轮机装置热效率的热力学措施燃气轮机装置热效率的热力学措施(一）回热（一）回热（regeneration）讨论讨论(toln)第23页/共31页第二十四页，共31页。分级压缩分级压缩(y su)，中间冷却，中间冷却 （multistage compression，intervening cooling）（二）（二）分级分级(fn j)压缩，中间冷却压缩，中间冷却回热
12、基础回热基础(jch)上上压气机耗功很大压气机耗功很大分级压缩可降低压气机耗功分级压缩可降低压气机耗功循环循环12341：循环循环1567341：循环循环12341循环循环67256循环循环67256：采用分级压缩，中间冷却后采用分级压缩，中间冷却后t？+第24页/共31页第二十五页，共31页。回热基础上分级压缩回热基础上分级压缩(y su)中间冷却中间冷却第25页/共31页第二十六页，共31页。（三）、回热基础上分级膨胀，中间（三）、回热基础上分级膨胀，中间(zhngjin)加热加热循环循环(xnhun)12389101=循环循环(xnhun)127101-循环循环(xnhun)37983若
13、无回热若无回热若回热若回热 循环循环12389101与循环与循环12341 比较比较T1m上升上升(shngshng)，T2m下降下降第26页/共31页第二十七页，共31页。（四）回热基础上（四）回热基础上 分级压缩，中间冷却；分级膨胀分级压缩，中间冷却；分级膨胀(png zhng)，中间加，中间加热热第27页/共31页第二十八页，共31页。当分级压缩中间当分级压缩中间(zhngjin)冷却；分级膨胀中间冷却；分级膨胀中间(zhngjin)再热，级数趋向无穷再热，级数趋向无穷多时，定压加热理想循环趋于概括性卡诺循环。多时，定压加热理想循环趋于概括性卡诺循环。第28页/共31页第二十九页，共31页。66 喷气发动机简介喷气发动机简介(jin ji)定压燃烧喷气式发动机(jet engine)的理论循环及实际(shj)循环与燃气轮机装置定压加热循环相同。第29页/共31页第三十页，共31页。人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大(kud)自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。第30页/共31页第三十一页，共31页。