清华大学：《工程热力学》教学资源（PPT课件）第五章 气体动力循环 Gas Power Cycle（1/2）

第五章 气体动力循环 Gas Power Cycle

第五章 气体动力循环 Gas Power Cycle

动力循环研究目的和分类 动力循环:工质连续不断地将从高温热源取 得的热量的一部分转换成对外的净功 兼研究目的: l internal combustion engine 气体动力循环:内燃机 按工质 空气为主的燃气 按理想气体处理 蒸汽动力循环:外燃机 水蒸气等实际气体 external combustion engine

动力循环研究目的和分类 动力循环：工质连续不断地将从高温热源取 得的热量的一部分转换成对外的净功 按工质 气体动力循环：内燃机 蒸汽动力循环：外燃机 空气为主的燃气 按理想气体处理 水蒸气等 实际气体 研究目的：合理安排循环，提高热效率 internal combustion engine external combustion engine

气体动力循环分类 活塞式 piston engine 汽车,摩托,小型轮船 按结构 叶轮式 Gas turbine cycle 航空,大型轮船,移动电站

气体动力循环分类 按结构 活塞式 叶轮式 汽车，摩托，小型轮船 航空，大型轮船，移动电站 piston engine Gas turbine cycle

气体动力循环分类 汽油机 petrol( gasoline) engine 小型汽车,摩托 按燃料柴油机 diesel engine 中、大型汽车,火车, 轮船,移动电站 煤油机 kerosene oil engine 航空

气体动力循环分类 小型汽车，摩托 中、大型汽车，火车， 轮船，移动电站 汽油机 petrol (gasoline) engine 按燃料 柴油机diesel engine 煤油机 kerosene oil engine 航空

气体动力循环分类 按点燃方式:点燃式 spark ignition 压燃式 compression ignition 按冲程数:二冲程two- stroke 四冲程four- stroke

气体动力循环分类 按点燃方式：点燃式 spark ignition 按冲程数： 四冲程 four-stroke 压燃式 compression ignition 二冲程 two-stroke

动力循环研究方法 实际动力循环非常复杂 不可逆,多变指数变化,燃烧等 工程热力学研究方法,先对实际动 力循环进行抽象和理想化,形成各种理 想循环进行分析,最后进行修正

动力循环研究方法 实际动力循环非常复杂 不可逆，多变指数变化，燃烧等 工程热力学研究方法，先对实际动 力循环进行抽象和理想化，形成各种理 想循环进行分析，最后进行修正

§5-1活塞式内燃机动力循环 四冲程高速柴油机(混合加热循环) high-speed diesel engin

§5-1 活塞式内燃机动力循环 一、四冲程高速柴油机（混合加热循环） high-speed diesel engin

四冲程桨油机工作原理 Air fuel Exhaust gas 空气、油 废气 Intake valve Exhaust valve 吸气压缩 Intake Compression膨胀 排气 Expansion Exhaust

四冲程柴油机工作原理 空气、油 废气 吸气 压缩 膨胀 排气 Intake Compression Expansion Exhaust Air, Fuel Exhaust gas Intake valve Exhaust valve

四冲程高速柴油机工作过程 0-1吸空气 P t3 1-2多变压缩 一般n=1.34-1.37 2 p2=3~5MPat2’=600-800℃ 柴油自燃仁335℃ 2喷柴油 Autoiginition" o 2开始燃烧 23迅速燃烧,近似( p↑59MPa

四冲程高速柴油机工作过程 1 2 3 0—1 吸空气 p V 一般n=1.34~1.37 柴油自燃t=335℃ p0 2’ 0 1—2’多变压缩 p2 ’=3~5MPa t2 ’=600~800℃ 2’ 喷柴油 2 开始燃烧 2—3 迅速燃烧，近似 V p↑5~9MPa Autoiginition

四冲程高速柴油机工作过程 34边喷油,边膨胀p37 近似(D)膨胀 t可达1700-1800℃ 2 4停止喷柴油 45多变膨胀 po 1 p5=0.3~0.5MPa 0 5≈500℃ 51开阀排气,(降压 10活塞推排气,完成循环

四冲程高速柴油机工作过程 1 2 3 4 5 3—4 边喷油，边膨胀 p V p0 1’ 2’ 0 t4可达1700~1800℃ 4 停止喷柴油 4—5 多变膨胀 V 近似 p 膨胀 p5=0.3~0.5MPa t5500℃ 5—1’开阀排气， 降压 1’—0 活塞推排气,完成循环