工程熱力學(xué)第十章

1、動(dòng)力裝置：動(dòng)力裝置：將熱量通過能量的傳遞和轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變成人們所需要的功。制冷裝置：制冷裝置：將熱量不斷地從系統(tǒng)排向環(huán)境以使系統(tǒng)溫度降到所要求的某一低于環(huán)境溫度的水平。熱泵裝置：熱泵裝置：將熱量不斷地傳給系統(tǒng)使系統(tǒng)溫度提高到所要求的某一高于環(huán)境溫度的水平。n分析以氣體為工質(zhì)的內(nèi)燃機(jī)循環(huán)、燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)，以及以蒸氣為工質(zhì)的蒸汽動(dòng)力循環(huán)的熱力性能，揭示能量利用的完善程度與影響其性能的主要因素，給出評(píng)價(jià)和改進(jìn)這些裝置熱力性能的方法與措施。 分析循環(huán)的目的分析循環(huán)的目的：在熱力學(xué)基本定律的基礎(chǔ)上分析循環(huán)過程中能量轉(zhuǎn)換的經(jīng)濟(jì)性，尋求提高經(jīng)濟(jì)性的方向及途徑。 分析循環(huán)的方法與步驟分析循環(huán)的方法與步驟：n 將實(shí)際

2、循環(huán)抽象和簡化為理想循環(huán)任何實(shí)際熱力裝置中的工作過程都是不可逆的，且十分復(fù)雜。為了進(jìn)行熱力分析，需要建立實(shí)際循環(huán)相對(duì)應(yīng)的熱力學(xué)模型，即可理想的可逆循環(huán)代替實(shí)際不可逆循環(huán)。如將實(shí)際不可逆的燃燒過程簡化為可逆的吸熱過程 分析循環(huán)的方法與步驟分析循環(huán)的方法與步驟：n 將簡化好的理想可逆循環(huán)表示在p-v、T-s圖上 分析循環(huán)的方法與步驟分析循環(huán)的方法與步驟：n 對(duì)理想循環(huán)進(jìn)行分析計(jì)算計(jì)算循環(huán)中有關(guān)狀態(tài)點(diǎn)（如最高壓力點(diǎn)、最高溫度點(diǎn)）的參數(shù)，與外界交換的熱量、功量以及循環(huán)熱效率或工作系數(shù)。 分析循環(huán)的方法與步驟分析循環(huán)的方法與步驟：n 對(duì)理想循環(huán)進(jìn)行分析計(jì)算動(dòng)力循環(huán)的熱效率：1211qqqwnett 分析

3、循環(huán)的方法與步驟分析循環(huán)的方法與步驟：n 定性分析各主要參數(shù)對(duì)理想循環(huán)的吸熱量、放熱量及凈功量的影響，進(jìn)而分析對(duì)循環(huán)熱效率（或工作系數(shù)）的影響，提出提高循環(huán)熱效率（或工作系數(shù)）的主要措施。平均溫度分析法：121TTt 分析循環(huán)的方法與步驟分析循環(huán)的方法與步驟：n 對(duì)理想循環(huán)的計(jì)算結(jié)果引入必要的修正考慮實(shí)際存在的不可逆性對(duì)理想循環(huán)的結(jié)果進(jìn)行修正。 分析循環(huán)的方法與步驟分析循環(huán)的方法與步驟：n 對(duì)實(shí)際循環(huán)進(jìn)行熱力學(xué)第二定律分析熵分析Yong分析按燃料：煤氣機(jī)、汽油機(jī)和柴油機(jī)；按點(diǎn)火方式：點(diǎn)燃式和壓燃式；按沖程：四沖程和二沖程內(nèi)燃機(jī)循環(huán)示功圖內(nèi)燃機(jī)循環(huán)示功圖內(nèi)燃機(jī)循環(huán)示功圖n 實(shí)際開式循環(huán)抽象成閉式

4、的以空氣為工質(zhì)的理想循環(huán)；n 定容及定壓燃燒加熱燃?xì)獾倪^程簡化成工質(zhì)從高溫?zé)嵩纯赡娑ㄈ菁岸▔何鼰徇^程；n 忽略實(shí)際過程的摩擦阻力及進(jìn)、排氣閥的節(jié)流損失；n 膨脹和壓縮過程忽略熱交換，簡化為可逆絕熱過程?；钊絻?nèi)燃機(jī)的理想循環(huán) 混合加熱理想循環(huán)活塞式內(nèi)燃機(jī)的理想循環(huán) 定壓加熱理想循環(huán)（Diesel循環(huán)）活塞式內(nèi)燃機(jī)的理想循環(huán) 定容加熱理想循環(huán)（Otto循環(huán)）活塞式內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)分析 混合加熱理想循環(huán))()(3423, 1, 11TTcTTcqqqpVpV)(152TTcqV)()(1)()()(1342315342315TTkTTTTTTcTTcTTcpvvtm活塞式內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)分析 混合加熱

5、理想循環(huán)壓縮比：=v1/v2定容增壓比：=P3/p2定壓預(yù)脹比：v4/v3)1() 1(111kkktm結(jié)論：, 活塞式內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)分析 定壓加熱理想循環(huán))(231TTcqp)(142TTcqV) 1(111kkktp結(jié)論：, 活塞式內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)分析 定容加熱理想循環(huán))(231TTcqV)(142TTcqV111ktv結(jié)論：活塞式內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)分析 定容加熱理想循環(huán)循環(huán)最高溫度不變，不變， 不變q1wnet活塞式內(nèi)燃機(jī)各種理想循環(huán)熱力比較tptmtv活塞式內(nèi)燃機(jī)各種理想循環(huán)熱力比較tptmtv一、燃?xì)廨啓C(jī)裝置簡介一、燃?xì)廨啓C(jī)裝置簡介二、燃?xì)廨啓C(jī)裝置定壓加熱理想循環(huán)布雷頓循環(huán) 循環(huán)圖二、燃?xì)?/p>

6、輪機(jī)裝置定壓加熱理想循環(huán)布雷頓循環(huán) 熱效率kknettppTTTTTTTTTTTThhhhqqqw1122123214123142314121111) 1() 1(1111二、燃?xì)廨啓C(jī)裝置定壓加熱理想循環(huán)布雷頓循環(huán) 熱效率kkt111定義：循環(huán)增壓比P2 / P1 循環(huán)增溫比 T3 / T1結(jié)論：與有關(guān)，與 無關(guān)二、燃?xì)廨啓C(jī)裝置定壓加熱理想循環(huán)布雷頓循環(huán) 最佳增壓比在循環(huán)增溫比一定時(shí)，存在一最佳增壓比，使得循環(huán)凈功最大。二、燃?xì)廨啓C(jī)裝置定壓加熱理想循環(huán)布雷頓循環(huán) 最佳增壓比) 1() 1()()(1111213341311243kkkkppCtnetTcTTTTTTTTTchhhhwww由 d

7、wnet/ d=0可得21max,)1(2) 1(max,Tcwpnetkkwnet三、 燃?xì)廨啓C(jī)裝置的定壓加熱實(shí)際循環(huán)TTTww理想膨脹作出的功實(shí)際膨脹作出的功燃?xì)廨啓C(jī)相對(duì)內(nèi)效率：,cscscww壓氣機(jī)絕熱效率：三、 燃?xì)廨啓C(jī)裝置的定壓加熱實(shí)際循環(huán))(1)(12,43hhhhwwwscTcTnet)(112,13231hhhhhhqscsckkscTkknetnetiqw,1,11111循環(huán)內(nèi)部熱效率：三、 燃?xì)廨啓C(jī)裝置的定壓加熱實(shí)際循環(huán)1）循環(huán)增溫比越大，熱循環(huán)的熱效率越高；2）存在最佳循環(huán)增壓比，使循環(huán)熱效率有一極大值。3）減小不可逆因素，內(nèi)部熱效率提高。結(jié)論：n動(dòng)力機(jī)最早的工質(zhì)為水蒸氣n為蒸汽工質(zhì)的動(dòng)力循環(huán)在循環(huán)中存在相變 工質(zhì)為水蒸氣的卡諾循環(huán)（56785） 朗肯循環(huán) 朗肯循環(huán)322411hhqhhq 水泵消耗功：21hhwT 汽輪機(jī)對(duì)外作功：34hhwP 循環(huán)熱效率：41342111211()(hhhhhhqwwqqqqwPTnett） 提高蒸汽壓p1，初溫T1 ，降低終參數(shù)p2 提高蒸汽壓p1 提高蒸汽初溫T1 降低終參數(shù)p2 再熱循環(huán)再熱循環(huán)分析)