[工学]发动机原理课件-第一章_工程热力学基础

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1、汽车发动机原理课程概述一、课程的性质和任务1、研究发动机的性能评价（性能指标）和基本工作过程（换气、混合气形成、燃烧），发动机特性、增压等，发动机平衡、排气污染与噪声。2、分析影响发动机性能的因素。3、找出提高发动机性能的一般规律。二、课程的地位和作用本课程是一门专业课，为发动机的使用、维修打基础。本课程在整个课程体系中起承上启下的作用，对今后的实际工作起指导作用。三、课程主要内容课程的主要内容分两部分：《工程热力学基础知识》-必要的理论基础《汽车发动机原理》主要内容包括：工程热力学基础、发动机实际循环和性能指标、燃料和燃烧、发动机换气、汽油

2、机混合气的形成与燃烧过程、柴油机混合气的形成与燃烧过程、发动机特性、发动机增压与中冷技术等。三、课程的特点、要求、学时分配、考核特点:本课程理论性较强，课堂上的讲授以理论分析和推导为主，配有实验环节。要求:课上集中精力，做好笔记，课下及时复习，完成作业。重点在于理解，主要章节要熟练掌握。学时分配：总学时32，其中实验4学时考核：本课程为考试课，平时10%；实验10%；考试80%。参考书：1.《汽车发动机原理》（第二版）陈培陵主编人民交通出版社20032.《内燃机学》周龙保主编机械工业出版社2003第一章工程热力学基础热力学是研究能量（热能）性

3、质和转换规律的科学。工程热力学是其最早发展的一个分支。本章主要内容：1、热力状态、热力过程、参数2、热力学的基本定理：热力学第一定理和第二定理。2、典型热力过程和热力循环。3、发动机的理想循环。第一节气体的状态及状态方程重点掌握：1、基本概念：热力系统、工质、热力状态、理想气体等；2、热力系统分类；3、P-V图。一、热力系统1、定义：在热力学中，把某一宏观尺寸范围内的工质体为研究的具体对象，称为热力系统；热力系外界界面2、工质：在热力设备中用来实现热能与其它形式的能量交换的物质。※热力设备通过工质状态的变化实现与外界的能量交换。研究对象以外的

4、一切物质，称为外界；热力系统和外界的分界面，称为界面。二、热力状态与状态参数1、热力状态：热力系统在某一瞬间所呈现的宏观物理状况。热力平衡状态：当外界条件不变系统内状态长时间不变。（具有均匀一致的P、T）2、状态参数：用来描述气体热力状态的物理量基本状态参数：可直接测量的状态参数，包括：压力(P)、比容(ν)、温度(T)。主要状态参数：压力P、比容ν、温度T、内能Ｕ、熵Ｓ、焓Ｈ。三、基本状态参数1、比容：用ν表示，单位是m3/kg。定义：单位质量的物质所占的容积。即：ν=V/MV--物质的容积,[m3];M--物质的质量，[kg]。比容的倒数

5、是？2、压力：用P表示，单位是Pa，Mpa、kPa。定义：系统单位面积上受到的垂直作用力。即：P=F/A压力的测量3、温度：用T表示，单位是K。定义：表征物体的冷热程度（Ｔ↑气体分子的平均动能越大）四、理想气体的状态方程1、理想气体：气体分子本身不占有体积，分子之间无相互作用力的气体。2、理想气体的状态方程：Pν=RTPV=mRTV=mν对空气，R=0.287kJ/kg·K3、压容图气体的状态也可用P-V图上的一个点表示，比较直观。第二节热力过程及过程量重点掌握：1、基本概念：热力过程、膨胀功、热量、熵；2、热力状态参数与热力过程参数的区分与

6、联系；3、膨胀功、热量的计算，正负的规定；4、T-S图。膨胀功的计算：δW=Fdx=APdx=PdVW12=∫12PdV对单位质量的工质：w12=W/m=∫12PdV/m=∫12Pdν※故P-V图上,W12为过程线与横轴围成的面积。一、热力过程热力系统从一个平衡状态到另一个平衡状态的变化历程。P-V图上,一个点表示气体的一个热力状态;一条曲线表示一个热力过程。二、膨胀功Ｗ（Ｊ）气体在热力过程中由于体积发生变化所做的功（又称为容积功）由δW=PdV得：dV>0，膨胀,δW>0，系统对外界做功；dV<0，压缩,δW<0，外界对系统做功；dV=0，

7、δW=0，系统与外界之间无功量传递。膨胀,W>0压缩,W<0※可逆过程是无摩擦、无温差传热的平衡过程，是实际过程的理想极限。规定：系统对外界做功为正，外界对系统做功为负三、热量是系统与外界之间依靠温差来传递的能量形式，用Q表示q=Q/mJ/kg规定：传入热力系统的热量为正值，即吸热为正；传出热力系统的热量为负值，即放热为负。※热量与功一样，是系统在热力过程中与外界传递的能量形式，因此是过程量，不是状态参数。四.熵和温熵图熵S的增量等于系统在可逆过程（温差无穷小）中交换热量除以传热时绝对温度的商：ds=δq/T1Kg工质的熵的单位J/kgKmK

8、g工质熵的单位Ｊ/K※比容ν的变化量标志着有无做功，熵s的变化量标志着有无传热。熵s（导出量）是一个状态参数ds>0,Q>0,吸热;ds<0,Q<0,放热;ds=0