《工程热力学》课程教学资源（PPT课件）第九章 气体动力循环

第9章气体动力循环可以分为：本章以理想气体为工质的动力机为例，活塞式内燃机燃气轮机

第9章 气体动力循环 活塞式内燃机 燃气轮机 本章以理想气体为工质的动力机为例，可以分为：

热力装置动力装置：将热量通过能量的传递和转换转变成人们所需要的功热力装置制冷装置：将热量不断地从系统排向环境以使系统温度降到所要求的某一低于环境温度的水平。热泵装置：将热量不断地传给系统使系统温度提高到所要求的某一高于环境温度的水平

热 力 装 置 动力装置：将热量通过能量的传递和转换， 转变成人们所需要的功。 制冷装置：将热量不断地从系统排向环境 以使系统温度降到所要求的某一低于环境 温度的水平。 热泵装置：将热量不断地传给系统使系统温 度提高到所要求的某一高于环境温度的水平。 热力装置

9-1循环分析的目的与一般方法、分析循环的的：在热力学基本定律的基础上分析循环过程中能量转换的经济性，寻求提高经济性的方向及途径

9－1 循环分析的目的与一般方法 一、分析循环的目的： 在热力学基本定律的基础上分析 循环过程中能量转换的经济性，寻求 提高经济性的方向及途径

二、分析循环的方法与步骤：1将实际循环抽象和简化为理想循环任何实际热力装置中的工作过程都是不可逆的，且十分复杂。为了进行热力分析，需要建立实际循环相对应的热力学模型，即理想的可逆循环代替实际不可逆循环。如将实际不可逆的燃烧过程简化为可逆的吸热过程2、将简化好的理想可逆循环表示在p-V、T-s图上3、对理想循环进行分析计算计算循环中有关状态点（如最高压力点、最高温度点）的参数，与外界交换的热量、功量以及循环热效率或工作系数

二、分析循环的方法与步骤： 1、将实际循环抽象和简化为理想循环 任何实际热力装置中的工作过程都是不可逆的，且十 分复杂。为了进行热力分析，需要建立实际循环相对 应的热力学模型，即理想的可逆循环代替实际不可逆 循环。如将实际不可逆的燃烧过程简化为可逆的吸热 过程. 2、将简化好的理想可逆循环表示在p-v、T-s图上 3、对理想循环进行分析计算 计算循环中有关状态点（如最高压力点、最高温度 点）的参数，与外界交换的热量、功量以及循环热 效率或工作系数

4、对理想循环进行分析计算W92net动力循环的热效率：Ⅱ,q1q15、定性分析各主要参数对理想循环的吸热量、放热量及净功量的影响，进而分析对循环热效率（或工作系数）的影响，提出提高循环热效率（或工作系数）的主要措施T,平均温度分析法：n，=

4、对理想循环进行分析计算 动力循环的热效率： 1 2 1 1 q q q wnet t = = − 5、定性分析各主要参数对理想循环的吸热量、放热量及净功量 的影响，进而分析对循环热效率（或工作系数）的影响，提 出提高循环热效率（或工作系数）的主要措施。 平均温度分析法： 1 2 1 T T t = −

6、对理想循环的计算结果引入必要的修正考虑实际存在的不可逆性对理想循环的结果进行修正7、对实际循环进行热力学第二定律分析分析火用分析

6、对理想循环的计算结果引入必要的修正 考虑实际存在的不可逆性对理想循环的结果进行修正。 7、对实际循环进行热力学第二定律分析 熵分析 火用分析

三、分析动力循环的方法以第一定律为基础，以能1.第一定律分析法量的数量守恒为立足点。综合第一定律和第二定律2.第二定律分析法从能量的数量和质量分析作功能力损失滴产分析法火用分析法火用损火用效率

三、分析动力循环的方法 1. 第一定律分析法 以第一定律为基础，以能 量的数量守恒为立足点。 2. 第二定律分析法 综合第一定律和第二定律 从能量的数量和质量分析。 熵分析法 火用分析法 熵产 作功能力损失 火用损 火用效率

内部热效率n：(internalthermalefficiency）不可逆过程中实际作功量和循环加热量之比WNrWnetnet,act=n-nn-其中q1qWnetnt与实际循环相当的内可逆循环的热效率qiW相对内部效率（internalengineefficiency）net,actnr反映内部摩擦引起的损失W.net

内部热效率i (internal thermal efficiency ) ——不可逆过程中实际作功量和循环加热量之比 net,act T net i T t 1 1 w w q q     = = = 其中 net t 1 w q  = 与实际循环相当的内可逆循环的热效率 net,act T net w w  = 相对内部效率(internal engine efficiency) 反映内部摩擦引起的损失

9-2活塞式内燃机循环活塞式内燃机分类：按燃料：煤气机、汽油机和柴油机；按点火方式：点燃式和压燃式：按冲程：四冲程和二冲程

9-2 活塞式内燃机循环 活塞式内燃机分类： 按燃料：煤气机、汽油机和柴油机； 按点火方式：点燃式和压燃式； 按冲程：四冲程和二冲程

举例：汽油机(柴油机)的工作循环Atmosphere火花塞

p v 0 Atmosphere 火花塞 举例:汽油机(柴油机)的工作循环