第十二講：氣體動(dòng)力循環(huán)內(nèi)燃機(jī)循環(huán)

動(dòng)力設(shè)備的不斷發(fā)展如何實(shí)現(xiàn)動(dòng)力轉(zhuǎn)換？

氣體動(dòng)力循環(huán)GasPowerCycle氣體動(dòng)力循環(huán)本章基本要求熟練掌握分析動(dòng)力循環(huán)的一般方法，活塞式內(nèi)燃機(jī)循環(huán)以及燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)的組成、熱效率計(jì)算及提高氣體動(dòng)力循環(huán)效率的方法和途徑。本章重點(diǎn)熟悉理想氣體動(dòng)力循環(huán)圖示與計(jì)算理想氣體動(dòng)力循環(huán)的熱力學(xué)比較提高燃?xì)廨啓C(jī)裝置熱效率的熱力學(xué)措施動(dòng)力循環(huán)的分類按工質(zhì)氣體動(dòng)力循環(huán)：內(nèi)燃機(jī)蒸汽動(dòng)力循環(huán)：外燃機(jī)空氣為主的燃?xì)獍蠢硐霘怏w處理水蒸氣等實(shí)際氣體internalcombustionengineexternalcombustionengine氣體動(dòng)力循環(huán)分類按結(jié)構(gòu)活塞式葉輪式汽車，摩托，小型輪船航空，大型輪船，移動(dòng)電站聯(lián)合循環(huán)的頂循環(huán)pistonengineGasturbinecycle活塞式葉輪式氣體動(dòng)力循環(huán)分類小型汽車，摩托中、大型汽車，火車，輪船，移動(dòng)電站汽油機(jī)

petrol(gasoline)engine按燃料柴油機(jī)dieselengine煤油機(jī)

keroseneoilengine航空氣體動(dòng)力循環(huán)分類點(diǎn)燃式

sparkignition按點(diǎn)燃方式：按沖程數(shù)：四沖程

four-stroke壓燃式

compressionignition二沖程

two-stroke動(dòng)力循環(huán)研究目的和方法動(dòng)力循環(huán)：工質(zhì)連續(xù)不斷地將從高溫?zé)嵩慈〉玫臒崃康囊徊糠洲D(zhuǎn)換成對(duì)外的凈功研究目的：合理安排循環(huán)，提高熱效率

分析動(dòng)力循環(huán)的一般步驟

1.實(shí)際循環(huán)（復(fù)雜不可逆）抽象、簡化可逆理論循環(huán)分析可逆循環(huán)影響經(jīng)濟(jì)性的主要因素和可能改進(jìn)途徑實(shí)際循環(huán)指導(dǎo)改善2.分析實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的偏離程度，找出實(shí)際損失的部位、大小、原因及改進(jìn)辦法四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)

開式循環(huán)(opencycle)；燃燒、傳熱、排氣、膨脹、壓縮均為不可逆；各環(huán)節(jié)中工質(zhì)質(zhì)量、成分稍有變化。四沖程高速柴油機(jī)工作過程1230—1吸空氣pV一般n=1.34~1.37柴油自燃t=335℃p02’01—2’

多變壓縮p2’=3~5MPat2’=600~800℃2’

噴柴油2

開始燃燒2—3迅速燃燒，近似Vp↑5~9MPaAutoiginition四沖程高速柴油機(jī)工作過程123453—4邊噴油，邊膨脹pVp01’2’0t4可達(dá)1700~1800℃4

停止噴柴油4—5多變膨脹V近似膨脹pp5=0.3~0.5MPat5500℃5—1’開閥排氣，降壓1’—0活塞推排氣,完成循環(huán)四沖程高速柴油機(jī)的理想化123451.

工質(zhì)pVp01’2’0工質(zhì)數(shù)量不變定比熱理想氣體P-V圖p-v圖2.0-1和1’-0抵消開口閉口循環(huán)3.燃燒外界加熱4.排氣向外界放熱5.多變絕熱6.不可逆可逆活塞式內(nèi)燃機(jī)循環(huán)的簡化理想混合加熱循環(huán)（薩巴德循環(huán)）1234512345pvTs分析循環(huán)吸熱量，放熱量，熱效率和功量Dualcycle(Sabathe)理想混合加熱循環(huán)的計(jì)算12345Ts吸熱量放熱量(取絕對(duì)值）熱效率q=w定義幾個(gè)指標(biāo)性參數(shù)12345pv壓縮比定容增壓比預(yù)脹比反映氣缸容積反映供油規(guī)律CompressionratioCutoffratio理想混合加熱循環(huán)的計(jì)算12345Ts熱效率理想混合加熱循環(huán)的計(jì)算12345Ts熱效率各因素對(duì)混合加熱循環(huán)的影響1、當(dāng)

、不變受氣缸材料限制一般柴油機(jī)潛艇用氦氣，k=1.66各因素對(duì)混合加熱循環(huán)的影響2、當(dāng)不變注意：圖示的研究方法不必記憶的復(fù)雜式12345pv柴油機(jī)與汽油機(jī)動(dòng)力循環(huán)圖示12345pv1234pv柴油機(jī)，壓燃式汽油機(jī)，點(diǎn)燃式定容加熱循環(huán)（奧圖OTTO循環(huán))12341234pvTs定容加熱循環(huán)的計(jì)算1234Ts吸熱量放熱量(取絕對(duì)值）熱效率定容加熱循環(huán)的計(jì)算1234Ts熱效率定容加熱循環(huán)的計(jì)算汽油易爆燃一般汽油機(jī)一般柴油機(jī)效率高于汽油機(jī)的效率但汽油機(jī)小巧柴油機(jī)與低速柴油機(jī)循環(huán)圖示12345pv1234pv柴油機(jī)，壓燃式低速柴油機(jī)，壓燃式定壓加熱循環(huán)（狄塞爾Diesel循環(huán))1234pv1234Ts已被淘汰例題解：點(diǎn)11－2是定熵過程，有點(diǎn)2點(diǎn)3例題解：點(diǎn)4活塞式內(nèi)燃機(jī)循環(huán)比較比較的條件壓縮比吸熱量反映氣缸結(jié)構(gòu)尺寸、工藝材料反映作功量（馬力）最高壓力反映材料耐壓、壁厚、成本最高壓力反映材料耐溫比較的對(duì)象：混合加熱，定容加熱，定壓加熱和相同Ts平均溫度法3m4m123v4v3p4p和相同Ts相等12v342