熱工基礎(chǔ)-05第五章_熱工基礎(chǔ)的應(yīng)用

1、山東大學(xué)（威海）機械系第五章第五章 熱工基礎(chǔ)的應(yīng)用熱工基礎(chǔ)的應(yīng)用山東大學(xué)（威海）機械系第一節(jié)噴管和擴壓管第一節(jié)噴管和擴壓管1 1221212mmAcA cAcqqvvv常數(shù) 本章研究氣體和蒸氣在變截面短管內(nèi)的流動。最后獲得 噴管和擴壓管的流動規(guī)律. 先分析可逆流動，然后對不可逆過程進行修正。 流動為一元流動。 先分析理想氣體過程，再分析蒸氣過程。一一 穩(wěn)定流動的基本方程式穩(wěn)定流動的基本方程式1、質(zhì)量守恒方程1122山東大學(xué)（威海）機械系對上式進行微分得sh0 0 0qzw 2221122111 222hchchc 常數(shù)2、能量守恒方程對于穩(wěn)定流動過程有對于變截面短管內(nèi)的流動有對于微元過程有21

2、02dhdcsh212qhcg zw 可逆時cdcvdp dAdvdcAvc（5-1b)山東大學(xué)（威海）機械系 流動過程中, 當(dāng) c = 0 的點稱為滯止點，相應(yīng)的參數(shù)稱為滯止參數(shù)。22201122111222hhchchc2220112121011112222pppppc Tc Tcc Tcc TccTTc10011TppT對于理想氣體有01Ts山東大學(xué)（威海）機械系3、過程方程1 122pvp vp vgpvR T對于理想氣體可逆過程微分后得4、狀態(tài)方程0 (5-7)dpdvpv山東大學(xué)（威海）機械系5、聲速和馬赫數(shù)2assppcvvsppvv a (59)gcpvR TacMc由物理學(xué)可

3、知，聲音在介質(zhì)中傳播的速度為對于理想氣體定熵過程所以馬赫數(shù)定義為當(dāng) M 1 時 超聲速流動當(dāng) M = 1 時 聲速流動山東大學(xué)（威海）機械系二二 流動的特征方程流動的特征方程2a2221cdcpv dpdpdpccpcpMp 2 dpdcMpc 由能中方程2sh12qhcg zw 可得212dcvdp (力學(xué)條件)或cdcvdp 上式兩邊同除于 c2, 并對方程右邊分子和分母同乘以p得： 山東大學(xué)（威海）機械系由過程方程式21dvdpdcMvpc 0 (5-7)dpdvpv得將上式代入質(zhì)量守恒方程得上式稱為流動的特征方程。dAdvdcAvc（5-1b)2(1) (5 11)dAdcMAc山東大

4、學(xué)（威海）機械系分析特征方程2(1) (8 11)dAdcMAc、當(dāng)沿流動方向定熵膨脹，壓力降低，流速增加時；即(T、p 、c)（dc 0 噴管)當(dāng) 1時，dA 1時，dA 0, 氣流截面擴張； 1 1dA 1 1dA 0漸擴 1dA 0dA = 0縮放山東大學(xué)（威海）機械系、當(dāng)沿流動方向定熵壓縮，流速減小，壓力上升時；即(T、P 、C)（DC 0 擴壓管) 1 1dA 0漸縮 0漸擴 1 = 1 1dA 0dA = 0縮放山東大學(xué)（威海）機械系流體被加速時，沿流動方向流體參數(shù)的變化規(guī)律 (DCF 0)xpcacxpcac 1 1dA 0漸縮 1dA 0dA = 0pcr Tcr ccr =

5、cfcr(臨界截面)山東大學(xué)（威海）機械系三三 噴管噴管噴管：用于加速氣流的管道稱為噴管。、漸縮噴管、縮放噴管（拉伐爾噴管） 1 1 1dA 0dA = 0山東大學(xué)（威海）機械系1 1、噴管的流速計算及分析、噴管的流速計算及分析（主要是出口截面的流速計算與分析）（主要是出口截面的流速計算與分析）22201122111222hhchchc202()chh2022()chh221212()chhc由可得對于出口截面當(dāng) c1 c2時2122()chh山東大學(xué)（威海）機械系對于理想氣體可逆過程對于理想氣體可逆過程202020212002()2()2()1 21 (5 13 )1gpgRchhc TTT

6、TRpTcp2,max021gcR T1/21/43/40p2/p0cf山東大學(xué)（威海）機械系在縮放噴管的最小截面, 即臨界截面處有110 0cr2cr00021 = 21 11gRp vppcTppa,crcrcrcrcp vc10 0crcrcr0211p vpp vp1crcr021ppcrcr0pp則從上式可推得cr稱為臨界壓比crcrcr1.4 1.3 1.135 雙原子氣體 =0.528過熱水蒸氣 =0.546飽和水蒸氣 =0.577山東大學(xué)（威海）機械系2 2、噴管的流量計算、噴管的流量計算crcr222crmA cA cqvv210222200002= () (5 15)1mp

7、pppqAfvppp2cr01pp2001pp1/2p2/p001qmabc對于漸縮噴管對于縮放噴管山東大學(xué)（威海）機械系3 3、噴管的設(shè)計、噴管的設(shè)計bcrcr2bcr00, ppppppp當(dāng) = 時即 選擇縮放噴管bcrcr2bcr00, ppppppp當(dāng) = 時即 選擇漸縮噴管 在給定流量qm，初始參數(shù) p1、t1 、 c1、及背壓 pb (噴管出口處環(huán)境壓力)，設(shè)計一噴管。設(shè)計的原則是充分利用給定的壓差p = p1 pb , 獲得盡可能高的流速。(1)、求滯止參數(shù)、求滯止參數(shù)21012pcTTc10011TppT(2)、選擇噴管類型、選擇噴管類型, 確定出截面上的壓力確定出截面上的壓力

8、.山東大學(xué)（威海）機械系(3)(3)、計算出口截面參數(shù)及最小截面參數(shù)、計算出口截面參數(shù)及最小截面參數(shù)1122212010ppTTTTpp 或 12112211221ggR TR Tpvvvvppp 或 而 202022()2()pchhc TTm222q vAc1) 若選擇的是漸縮噴管若選擇的是漸縮噴管,則出口截面就是最小截面則出口截面就是最小截面M 1 1012Ts山東大學(xué)（威海）機械系1111crcr221cr10cr0110pppTTTTTTppp 及 12112211221ggR TR Tpvvvvppp 或 而 crcrcrgR Tvp20202cr0cr0crcr2()2()2()

9、2()ppgchhc TTchhc TTR Tm222q vAcmcrcrmincrq vAAc2) 2) 若選擇的是縮放噴管若選擇的是縮放噴管 1dA 0dA = 0山東大學(xué)（威海）機械系* * *、背壓變化對噴管流動的影響、背壓變化對噴管流動的影響 以上噴管的設(shè)計原則是讓噴管的出口壓力等于背壓，這樣就能在噴管中充利用壓差來加速氣流速度。但當(dāng)背壓發(fā)生變化時，流動會發(fā)生怎樣的變化呢？(1)、漸縮噴管、漸縮噴管pb p1 p2p2當(dāng) pb ，但 pb pcr =crp0 時，p2 = pb , 噴管正常工作；當(dāng) pb ，且 pb pcr 時， p2 = pcr , 有壓差p = pcr pb沒有

10、被充分利用來加速氣流，故噴管在非正常下工作。 （原因在于漸縮噴管出口的流速最大只能達到當(dāng)?shù)芈曀伲瘩R赫數(shù)最大達到1，所以出口截面的壓力最低只能下降到 p2 = pcr 。）pb pcrpb = pcr設(shè)計工況設(shè)計工況山東大學(xué)（威海）機械系(2)(2)、縮放噴管、縮放噴管 p1a = 1p2pb p2xppb = p2pb p2d 時，p2 隨著pb的增加而增加，并有p pb , 噴管內(nèi)部出現(xiàn)壓力突變(產(chǎn)生激波)，噴管處于非正常工況； 當(dāng) pb ，即 pb p2d 時， p2 = p2d , 有壓差p = p2d- pb沒有被充分利用來加速氣流，故噴管在非正常下工作。 山東大學(xué)（威海）機械系4

11、4、噴管流動的校核計算、噴管流動的校核計算校核計算主要是漸縮漸縮噴管的校核計算。 一般情況是給定噴管進口參數(shù)，出口截面面積及背壓，計算出口截面參數(shù)及流量，即已知 p1、T1、A2、pb，求 p2、T2、v2、c2、qm。bcrcr2crb00, ppppppp當(dāng) = 時即 (1)、求滯止參數(shù)、求滯止參數(shù)2f1012pcTTc10011TppT(2)、確定出截面上的壓力、確定出截面上的壓力 p2bcrcr2bcr00, ppppppp當(dāng) = 時即 山東大學(xué)（威海）機械系(3)(3)、計算出口截面參數(shù)、計算出口截面參數(shù)1122212010ppTTTTpp 或 12112211221ggR TR T

12、pvvvvppp 或 而 202022()2()pchhc TT222mA cqv山東大學(xué)（威海）機械系四四 有摩阻的絕熱流動（不可逆絕熱流動）有摩阻的絕熱流動（不可逆絕熱流動）22011221122hhchc2022()chh22cc22222222222222212cccccc 損失的動能理想的動能12Ts2不可逆因素的大小用速度系來衡量，定義為也可以用能量損失系數(shù)表示，定義為山東大學(xué)（威海）機械系五五 絕熱節(jié)流絕熱節(jié)流dpTvTvdTcdhpp pJphvTvTTpc1122絕熱節(jié)流前后的參數(shù)變化為2s1hs2 對于理想氣體，絕熱節(jié)流后T2=T1，對于實際氣節(jié)流后溫度如何變化？由一般關(guān)系

13、式dh = 0 時212121 pphhss山東大學(xué)（威海）機械系J 稱為焦?fàn)枩愤d系數(shù),也稱為節(jié)流的微分效應(yīng)。由于dp 0冷效應(yīng)區(qū) J 0熱效應(yīng)區(qū)Ti,maxTi,minTp圖8轉(zhuǎn)回曲線轉(zhuǎn)回曲線山東大學(xué)（威海）機械系思考題思考題 p244山東大學(xué)（威海）機械系例題例題 空氣流經(jīng)一出口截面面積為空氣流經(jīng)一出口截面面積為A2= 10 cm2的漸縮噴管，噴管的漸縮噴管，噴管進口空氣的參數(shù)進口空氣的參數(shù) p1= 2.0 MPa、t1=80、cf1=150m/s，背壓，背壓pb=0.8 MPa,試求噴管出口處空氣的流速和流經(jīng)噴管的空氣流量。試求噴管出口處空氣的流速和流經(jīng)噴管的空氣流量。若噴管的速度系數(shù)

14、為若噴管的速度系數(shù)為0.96，噴管的出口流速的流量又為多少？，噴管的出口流速的流量又為多少？T0=364.2K p0=2.231MPa p2=1.178 MPaT2=303.5K v2=0.07394 m3/kg c2=349.1 m/sqm=4.721 kg/s c2=33.5.14 m/s T2 =308.3 K v2=0.0751 m3/kgqm=4.462 kg/s山東大學(xué)（威海）機械系第二節(jié)第二節(jié) 壓氣機的熱力過程壓氣機的熱力過程 產(chǎn)生壓縮氣體的設(shè)備稱為壓氣機。壓氣機消耗機械能使產(chǎn)生壓縮氣體的設(shè)備稱為壓氣機。壓氣機消耗機械能使氣體壓力升高氣體壓力升高壓氣機的分類壓氣機的分類1、按壓力

15、范圍分、按壓力范圍分 通風(fēng)機（通風(fēng)機（0.01MPa表壓以下）表壓以下） 鼓風(fēng)機（鼓風(fēng)機（0.10.3MPa表壓）表壓） 壓縮機（壓縮機（0.3MPa表壓以下）表壓以下）2、按工作原理分、按工作原理分 活塞式壓氣機活塞式壓氣機 葉輪式壓氣機葉輪式壓氣機共同點：消耗功，使氣體壓力升高。共同點：消耗功，使氣體壓力升高。山東大學(xué)（威海）機械系一一 單級活塞式壓氣機單級活塞式壓氣機1、工作原理、工作原理pV12fgV2V10p2p1f 1 氣體被吸入氣缸氣體被吸入氣缸 (狀態(tài)參數(shù)不變）狀態(tài)參數(shù)不變）12 氣體在氣缸內(nèi)被壓縮氣體在氣缸內(nèi)被壓縮（狀態(tài)參數(shù)發(fā)生變化）（狀態(tài)參數(shù)發(fā)生變化）2g 氣體被推出氣缸氣

16、體被推出氣缸 (狀態(tài)參數(shù)不變）狀態(tài)參數(shù)不變）WcWsh山東大學(xué)（威海）機械系2、壓氣機的耗功、壓氣機的耗功 在完成一個吸氣、壓縮、排氣過程中，熱力系與外界在完成一個吸氣、壓縮、排氣過程中，熱力系與外界交換的功為：交換的功為：f 1 2 g 過程中：過程中：流出系統(tǒng)的能量流出系統(tǒng)的能量:2222sh2mHcmgzW進入系統(tǒng)的能量進入系統(tǒng)的能量:2111 2mHcmgzQ系統(tǒng)能量的增加系統(tǒng)能量的增加:E=0系統(tǒng)的能量方程為系統(tǒng)的能量方程為:2sh2mQHcmg zW 山東大學(xué)（威海）機械系定義壓氣機的耗功定義壓氣機的耗功WWC C= =S S22cc11 =WVdpwvdp在忽略動能和勢能變化時有

17、：在忽略動能和勢能變化時有：WcWshWc=sh t在可逆情況下在可逆情況下122c,s1111 1gpwvdpR Tp、可逆絕熱壓縮、可逆絕熱壓縮122c,n1111 1nngnpwvdpR Tnp、可逆多變壓縮、可逆多變壓縮、可逆定溫壓縮、可逆定溫壓縮22c,T11lnlnggvpwR TR Tvp 山東大學(xué)（威海）機械系P PV V 及及 T T- -S S 圖圖Tcncscwww,TnsTTT2221p1p2gfpv2s2n2TTsp1p212s2n2Tjmn山東大學(xué)（威海）機械系3 3、余隙容積對壓氣機的影響、余隙容積對壓氣機的影響pV12fgVcV0Vh223344p2p2 p2

18、pV12fgV10VcV434c稱為余隙容積。稱為余隙容積。14稱為有效吸氣容積。稱為有效吸氣容積。h1 為氣缸排量。為氣缸排量。山東大學(xué)（威海）機械系壓氣機的耗功：壓氣機的耗功：假定假定NN1212NN4343= =NNc,nW 面積12gf1-面積43gf412c,n1111nngnpwR Tnp1122c,n114111()1111nnnnnpnpWp VVpVnpnp1132c,n1 144141111nnnnpnpnWpVp Vnpnp12,1111nnc ngnpWmR Tnp山東大學(xué)（威海）機械系結(jié)論結(jié)論活塞式壓氣機余隙容積的存在并不影響壓氣活塞式壓氣機余隙容積的存在并不影響壓氣

19、機的耗功，但使產(chǎn)氣量減小。機的耗功，但使產(chǎn)氣量減小。山東大學(xué)（威海）機械系二二 葉輪式壓氣機葉輪式壓氣機1、工作原理、工作原理加速擴壓加速擴壓再加速再擴壓再加速再擴壓山東大學(xué)（威海）機械系2 2、壓氣機的耗功、壓氣機的耗功,212 2c sTswhhjmj 面積,22cc swwhhs面積2 2 mn2212 2cTwhhjnj 面積對于理想氣體對于理想氣體過程可逆時過程可逆時過程不可逆時過程不可逆時不可逆過程多耗的功不可逆過程多耗的功山東大學(xué)（威海）機械系壓氣機的絕熱效率壓氣機的絕熱效率21,21sc sc schhwwhh21,sc scc sc shhww2121,sc shhhh21,

20、21sc sc sc sTTwwTT21,sc sc sc sc sTTww2121,sc sTTTT對于理想氣體，定比熱容對于理想氣體，定比熱容山東大學(xué)（威海）機械系三三 多級壓縮級間冷卻多級壓縮級間冷卻山東大學(xué)（威海）機械系采用兩級壓縮、級間冷卻，并假定兩級的多變指數(shù)采用兩級壓縮、級間冷卻，并假定兩級的多變指數(shù)相等，相等，T T2 2= =T T1 1 , , 則壓氣機的耗功為則壓氣機的耗功為1132CC,LC,H1212+1111nnnnggpnpnwwwR TR Tnpnp1132C11221nnnngpnpwR TnppC2 0 dwdp令3221312 pppp ppp得得最隹中間

21、壓力最隹中間壓力為為山東大學(xué)（威海）機械系如果有如果有MM級，則級，則31241231mmmmpppppppppp 11mimpp最佳壓比最佳壓比1C1C2C3Cm1=(1)1nngnwwwwR Tn每級耗功每級耗功1Cci11(1)1nmnginwwmR Tn總耗功總耗功山東大學(xué)（威海）機械系多級壓縮、級間冷卻的優(yōu)點多級壓縮、級間冷卻的優(yōu)點( l l）每級壓氣機所需的功相等，這樣有利于壓氣機曲軸的平衡；）每級壓氣機所需的功相等，這樣有利于壓氣機曲軸的平衡；(2）每個氣缸中氣體壓縮后所達到的最高溫度相同，這樣每個）每個氣缸中氣體壓縮后所達到的最高溫度相同，這樣每個 氣缸的溫度條件相同；氣缸的溫

22、度條件相同；(3) 每級向外排出的熱量相等，而且每一級的中間冷卻器向外排每級向外排出的熱量相等，而且每一級的中間冷卻器向外排 出的熱量也相等。出的熱量也相等。此外，還有各級的氣缸容積按增壓比遞減，等等。此外，還有各級的氣缸容積按增壓比遞減，等等。山東大學(xué)（威海）機械系 采用多級壓縮、級間冷卻的方法，活塞式和葉輪式壓采用多級壓縮、級間冷卻的方法，活塞式和葉輪式壓氣機都能達到省功的目的？氣機都能達到省功的目的？思考題思考題 p243山東大學(xué)（威海）機械系第三節(jié)第三節(jié) 氣體動力循環(huán)氣體動力循環(huán)內(nèi)燃機內(nèi)燃機: 汽油機汽油機 柴油機柴油機燃氣輪機燃氣輪機一一 汽油機汽油機1、汽油機的實際工作循環(huán)、汽油機

23、的實際工作循環(huán)山東大學(xué)（威海）機械系01吸氣吸氣1 2壓縮壓縮23燃燒放熱燃燒放熱 1 排氣閥打開，排氣排氣閥打開，排氣34膨脹作功膨脹作功山東大學(xué)（威海）機械系2 2、循環(huán)的簡化及理想循環(huán)、循環(huán)的簡化及理想循環(huán) (1)、忽略進排氣壓差、忽略進排氣壓差 (2)、循環(huán)中工質(zhì)具有空氣的熱性質(zhì)。、循環(huán)中工質(zhì)具有空氣的熱性質(zhì)。(3)、燃燒放熱過程簡化為外熱源供、燃燒放熱過程簡化為外熱源供 熱，放熱簡化為容放熱。熱，放熱簡化為容放熱。(4)、壓縮和膨脹簡化為可逆絕熱、壓縮和膨脹簡化為可逆絕熱經(jīng)簡化后，變?yōu)橛啥€定容過程和兩個定熵過程組經(jīng)簡化后，變?yōu)橛啥€定容過程和兩個定熵過程組成的閉式循環(huán)。此循環(huán)稱為成

24、的閉式循環(huán)。此循環(huán)稱為定容加熱理想循環(huán)定容加熱理想循環(huán)。山東大學(xué)（威海）機械系P PV V及及T TS S圖圖)( 231TTcqv循環(huán)吸熱量)( 142TTcqv循環(huán)放熱量12231421231412111111 11TTTTTTTTTTTTqqqwnett213421net wwqqw循環(huán)凈功循環(huán)計算循環(huán)計算循環(huán)熱效率循環(huán)熱效率1t1121 vv壓縮比pvssTsvv105山東大學(xué)（威海）機械系定容加熱理想循環(huán)熱效率分析定容加熱理想循環(huán)熱效率分析山東大學(xué)（威海）機械系二二 柴油機柴油機1、柴油機的實際工作循環(huán)、柴油機的實際工作循環(huán)01吸氣吸氣1 2壓縮，壓縮，2開始噴油開始噴油23 4 燃

25、燒放熱燃燒放熱 5 1 排氣閥打開，排氣排氣閥打開，排氣 45膨脹作功膨脹作功山東大學(xué)（威海）機械系2 2、循環(huán)的簡化及理想循環(huán)、循環(huán)的簡化及理想循環(huán) (1) 、忽略進排氣壓差、忽略進排氣壓差 (2) 、循環(huán)中工質(zhì)具有空氣的熱性質(zhì)。、循環(huán)中工質(zhì)具有空氣的熱性質(zhì)。(3) 、燃燒放熱過程簡化為外熱源供熱，、燃燒放熱過程簡化為外熱源供熱，放熱簡化為容放熱。放熱簡化為容放熱。(4) 、壓縮和膨脹簡化為可逆絕熱、壓縮和膨脹簡化為可逆絕熱 經(jīng)簡化后，變?yōu)橛啥€定容過程、一個定壓過程經(jīng)簡化后，變?yōu)橛啥€定容過程、一個定壓過程和兩個定熵過程組成的閉式循環(huán)。此循環(huán)稱為和兩個定熵過程組成的閉式循環(huán)。此循環(huán)稱為混合

26、加混合加熱理想循環(huán)熱理想循環(huán)。山東大學(xué)（威海）機械系P PV V及及T TS S圖圖)()( 34231TTcTTcqpv循環(huán)吸熱量)( 152TTcqv循環(huán)放熱量)()()(11342315121TTcTTcTTcqqqwpvvnett2134521net wwqqw循環(huán)凈功循環(huán)計算循環(huán)計算循環(huán)熱效率循環(huán)熱效率 21vv壓縮比pvss5 23pp增壓比 34vv定壓預(yù)脹比定義三個參數(shù)定義三個參數(shù)Ts45vvp3山東大學(xué)（威海）機械系熱效率的表達式如下熱效率的表達式如下)1() 1(111t山東大學(xué)（威海）機械系3 3、 （低速）柴油機的實際工作循環(huán)（低速）柴油機的實際工作循環(huán)01吸氣吸氣1

27、2壓縮壓縮23燃燒放熱燃燒放熱 1 排氣閥打開，排氣排氣閥打開，排氣34膨脹作功膨脹作功山東大學(xué)（威海）機械系P P V V及及T TS S圖圖)( 231TTcqp循環(huán)吸熱量) 1(111t循環(huán)計算循環(huán)計算)()(112314121TTcTTcqqqwpvnett循環(huán)熱效率循環(huán)熱效率pvssTs4vp3)( 142TTcqv循環(huán)放熱量2123421net wwqqw循環(huán)凈功山東大學(xué)（威海）機械系三三 三種理想循環(huán)的比較三種理想循環(huán)的比較tptVptV2p2Vp2Vqqq12t12t1 1TTqq1、壓比、壓比相同、吸熱量相同、吸熱量 q1 相同的比較相同的比較面積面積23562=面積面積22

28、3562=面積面積23”5”62=q1面積面積14561面積面積14561 面積面積23652面積面積23652tptVptV12t12t1 1TTqq或山東大學(xué)（威海）機械系四四 燃氣輪機裝置循環(huán)燃氣輪機裝置循環(huán)1、實際工作循環(huán)、實際工作循環(huán)山東大學(xué)（威海）機械系2 2、簡單燃氣輪機裝置的理想循環(huán)、簡單燃氣輪機裝置的理想循環(huán)布雷頓循環(huán)（布雷頓循環(huán)（B BRAYTONRAYTON C CYCLEYCLE) )q2壓氣機壓氣機燃氣輪機燃氣輪機wTwc燃燒室燃燒室p1,T1p2,T2p3,T3p4,T4燃料燃料冷卻器冷卻器q山東大學(xué)（威海）機械系循環(huán)的循環(huán)的P PV V，T TS S圖圖132p3

29、2()qhhc TT吸熱量 241p41()qhhc TT放熱量 pv1234fess1234Tsmnpp山東大學(xué)（威海）機械系T34p34()whhc TT氣輪機作功 C21p21()whhc TT壓氣機耗功 net12TCwqqww循環(huán)凈功 4p41121t1p322321()111()1Tc TTTqTqc TTTTT 熱效率 11t2111TT 2342”3”4”134Tsmn2山東大學(xué)（威海）機械系循環(huán)凈功分析循環(huán)凈功分析netTC3221p34p213334242netp 1p 11111311()()()()(1)(1)wwwhhhhc TTc TTTTTTTTTwc Tc TT

30、TTTT TT循環(huán)凈功 31TT循環(huán)的增溫比為 11netp 1(1)wc Tnet( )wf山東大學(xué)（威海）機械系山東大學(xué)（威海）機械系最佳增壓比最佳增壓比net,max2(1)net0 wdwd令 可得最佳壓比2net,maxp 1 (1)wc T相應(yīng)的最大凈功（注意此時熱效率并不是最大值。）（注意此時熱效率并不是最大值。）山東大學(xué)（威海）機械系五五 燃氣輪機裝置實際循環(huán)燃氣輪機裝置實際循環(huán)TTTT ww實際膨脹作出的功理想膨脹作出的功T34T34()whhhhC2122C,s1()whhhh13Tsmn4422fg定義燃氣輪機相對內(nèi)效率為定義燃氣輪機相對內(nèi)效率為山東大學(xué)（威海）機械系ne

31、t12TCwqqwwneti1= ( , ) (1021)wfq 21132p3221C,s()() TTqhhc TTTT241p4143T34() ()qhhc TTTTTT(表達式看表達式看p289式式10-21)山東大學(xué)（威海）機械系六六 提高燃氣輪機循環(huán)熱效率的措施提高燃氣輪機循環(huán)熱效率的措施1、回?zé)?、回?zé)崛紵胰紵覊簹鈾C壓氣機燃氣輪機燃氣輪機wTwcp1,T1p2,T2p3,T3p4,T4 p5,T5p6,T6山東大學(xué)（威海）機械系wTwcp1,T1p2,T2p3,T3p4,T4 p5,T5p6,T61234Ts56 efgh7246hhhh回?zé)岫?7山東大學(xué)（威海）機械系2 2

32、、在回?zé)岬幕A(chǔ)上采用分級壓縮、中間冷卻和分級膨、在回?zé)岬幕A(chǔ)上采用分級壓縮、中間冷卻和分級膨脹、中間再熱脹、中間再熱山東大學(xué)（威海）機械系山東大學(xué)（威海）機械系七七 噴氣式發(fā)動機簡介噴氣式發(fā)動機簡介山東大學(xué)（威海）機械系山東大學(xué)（威海）機械系思考題思考題 P244山東大學(xué)（威海）機械系第四節(jié)第四節(jié) 蒸汽動力裝置及循環(huán)蒸汽動力裝置及循環(huán)一朗肯循環(huán)一朗肯循環(huán)1234q1q2wTwp1234Ts1、工作原理、工作原理山東大學(xué)（威海）機械系2 2、朗肯循環(huán)的計算、朗肯循環(huán)的計算114qhh吸熱量 T12whh汽輪機作功 net122t1111wqqqqqq 循環(huán)熱效率 223qhh放熱量 1234Ts

33、P43443 ()whhvpp水泵耗功 PTT113t1 wwwqhhq由于 所以泵功可以忽略不計, （參數(shù)的確定）山東大學(xué)（威海）機械系2 2 點參數(shù)的確定點參數(shù)的確定22222ssxss22222()hhhhx21 ss山東大學(xué)（威海）機械系3 3、蒸汽參數(shù)對熱效率的影響、蒸汽參數(shù)對熱效率的影響2t11TT 121t2, , , ,tTTx增加不變同時于度 .(1)、初溫、初溫 t1 對熱效率對熱效率t 的影響的影響123 (4)Ts1a2a山東大學(xué)（威海）機械系(2)(2)、初溫、初溫 P P1 1 對熱效率對熱效率T T 的影響的影響1234Ts(2)1a2a2t11TT 121t2,

34、 , , ,pTTx增加不變同時于度 .山東大學(xué)（威海）機械系(3)(3)、背壓、背壓 P P 對熱效率對熱效率T T 的影響的影響14Ts323a2a2t11TT 2122t2, , , , ,ptTTx變化很小同時于度 .山東大學(xué)（威海）機械系4 4、實際工作循環(huán)（只考慮汽輪機不可逆因素）、實際工作循環(huán)（只考慮汽輪機不可逆因素）T,act12,actTT12swhhwhhT0.85 0.922,act1T12s()hhhh2act對于汽輪機定義相對內(nèi)效率為對于汽輪機定義相對內(nèi)效率為2,act22,act22hhxhh2,act2222,act()ssssx112,actg2,actssss

35、1432sTs(2)山東大學(xué)（威海）機械系循環(huán)計算循環(huán)計算T,act2113t11 1wqqhhqq 0g012,act022,act ()()iTsT ssT ss汽輪機不可逆引起的作功能力損失114qhh吸熱量 T,act12,actT,actTTT12s ()whhwwhh汽輪機作功 22,act3qhh放熱量 P0w 水泵耗功 2act1432sTs(2)山東大學(xué)（威海）機械系5 5、蒸汽動力裝置的耗汽率、蒸汽動力裝置的耗汽率netnet1mdWw: kg/J, kg/kJ kg/(kW.h)單位或耗汽率耗汽率 d: 產(chǎn)生單位功所消耗的蒸汽量產(chǎn)生單位功所消耗的蒸汽量山東大學(xué)（威海）機械

36、系二提高蒸汽動力循環(huán)熱效率的方法（途徑）二提高蒸汽動力循環(huán)熱效率的方法（途徑）2t11TT 1、基本原理、基本原理2、主要方法、主要方法盡可能提高平均吸熱溫度；盡可能提高平均吸熱溫度；盡可能降低平均放熱溫度。盡可能降低平均放熱溫度。(1)、再熱、再熱(2)、抽汽回?zé)?、抽汽回?zé)嵘綎|大學(xué)（威海）機械系(1)(1)、再熱循環(huán)、再熱循環(huán)2t11TT SR1234ab1432Ts(2)ab山東大學(xué)（威海）機械系循環(huán)計算循環(huán)計算net1ba2t113ab ()() ()()whhhhqhhhh熱效率113ab()()qhhhh吸熱量 net1ba2()()whhhh循環(huán)凈功 1432Ts(2)ab(b點參

37、數(shù)的確定點參數(shù)的確定)山東大學(xué)（威海）機械系(2)(2)、抽汽回?zé)嵫h(huán)、抽汽回?zé)嵫h(huán)2t11TT 4132Ts(2)0101 kg(1) kg0101kg kg(1) kg山東大學(xué)（威海）機械系循環(huán)計算循環(huán)計算11040(1)hhh111111432000040302hhhhhhhhhhhh Rh01(1)h4h011110qhh吸熱量 223(1)()qhh放熱量 11netT1002()(1)()wwhhhh循環(huán)凈功 抽汽抽汽1111002net2t1110()(1)() 1hhhhwqqhhq 熱效率山東大學(xué)（威海）機械系三熱電合供循環(huán)三熱電合供循環(huán)方案一方案一山東大學(xué)（威海）機械系方案

38、二方案二山東大學(xué)（威海）機械系四蒸汽燃氣聯(lián)合循環(huán)四蒸汽燃氣聯(lián)合循環(huán)山東大學(xué)（威海）機械系231faQtQ 51231faQQtQ 蒸汽動力循環(huán)熱效率蒸汽動力循環(huán)熱效率聯(lián)合循環(huán)熱效率聯(lián)合循環(huán)熱效率山東大學(xué)（威海）機械系思考題思考題山東大學(xué)（威海）機械系第五節(jié)第五節(jié) 制冷裝置及循環(huán)制冷裝置及循環(huán)一壓縮蒸汽制冷循環(huán)一壓縮蒸汽制冷循環(huán)冰箱冰箱山東大學(xué)（威海）機械系空調(diào)空調(diào)山東大學(xué)（威海）機械系1 1、工作原理、工作原理Ts1234壓縮機壓縮機蒸發(fā)器蒸發(fā)器冷凝器冷凝器節(jié)流閥節(jié)流閥2341q1wcq2冷庫冷庫環(huán)境環(huán)境山東大學(xué)（威海）機械系2 2、循環(huán)計算、循環(huán)計算21413qhhhh制冷量 C21whh壓縮機耗功 214C21qhhwhh制冷系數(shù) 21Cwhh壓縮機耗功 Ts1234不可逆循環(huán)分析不可逆循環(huán)分析2021022()()iT ssT ss作功能力損失 043()iT ss節(jié)流閥引起的作功能力損失