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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,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,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,ex,ternal combustion engine,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,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,点燃式,spark ignition,按点燃方式：,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,。,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,四冲程柴油机工作原理,空气、油,废气,吸气,压缩,膨胀,排气,Intake,Compression,Expansion,Exhaust,Exhaust gas,Air,Fuel,Intake valve,Exhaust valve,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,p,0,2,0,1,2,多变压缩,p,2,=3,5MPa,t,2,=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,1,2,3,4,5,3,4,边喷油，边膨胀,p,V,p,0,1,2,0,t,4,可达,1700,1800,4,停止喷柴油,4,5,多变膨胀,V,近似 膨胀,p,p,5,=0.3,0.5MPa,t,5,500,5,1,开阀排气，降压,1,0,活塞推排气,完成循环,四冲程高速柴油机的理想化,1,2,3,4,5,1.,工质,p,V,p,0,1,2,0,工质数量不变,定比热理想气体,P-V,图,p-v,图,2.,0,-1,和,1-0,抵消,开口,闭口循环,3.,燃烧,外界加热,4.,排气,向,外界放热,5.,多变,绝,热,6.,不可逆,可逆,理想混合加热循环（萨巴德循环）,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,p,v,T,s,分析循环,吸热量,，,放热量,，,热效率,和,功量,Dual cycle,理想混合加热循环的计算,1,2,3,4,5,T,s,吸热量,放热量,(取绝对值）,热效率,定义几个指标性参数,1,2,3,4,5,p,v,压缩比,定容增压比,预胀比,反映气缸容积,反映供油规律,Compression ratio,Cutoff ratio,理想混合加热循环的计算,1,2,3,4,5,T,s,热效率,理想混合加热循环的计算,1,2,3,4,5,T,s,热效率,各因素对混合加热循环的影响,1、,当,、不变,受气缸材料限制,一般柴油机,潜艇用氦气，,k,=1.66,各因素对混合加热循环的影响,2、,当 不变,注意：,图示的研究方法,不必记忆 的复杂式,1,2,3,4,5,p,v,柴油机与汽油,机动力循环图示,1,2,3,4,5,p,v,1,2,3,4,p,v,柴油机，压燃式,汽油机，点燃式,定容加热,循环（奥图,OTTO,循环),1,2,3,4,1,2,3,4,p,v,T,s,定容加热循环的计算,1,2,3,4,T,s,吸热量,放热量,(取绝对值）,热效率,定容加热循环的计算,1,2,3,4,T,s,热效率,定容加热循环的计算,汽油易爆燃,一般汽油机,一般柴油机效率高于汽油机的效率,但汽油机小巧,柴油机与低速柴油,机循环图示,1,2,3,4,5,p,v,1,2,3,4,p,v,柴油机，压燃式,低速柴油机，压燃式,定压加热循环（狄塞尔,Diesel,循环),1,2,3,4,p,v,1,2,3,4,T,s,定压加热循环的计算,1,2,3,4,T,s,吸热量,放热量,(取绝对值）,热效率,定压加热循环的计算,热效率,当,不变,当,不变,已被淘汰,5-2 活塞式内燃机循环比较,比较的条件,压缩比,吸热量,反映气缸结构尺寸、工艺材料,反映作功量（马力）,最高压力,反映材料耐压、壁厚、成本,最高压力,反映材料耐温,比较的对象：,混合加热，定容加热，定压加热,和 相同,T,s,平均温度法,3,m,4,m,1,2,3,v,4,v,3,p,4,p,
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