热工基础与应用 第3版 教学课件 作者 傅秦生第十六章 气体动力装置及循环.ppt

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1、第十六章气体动力装置及循环内燃机:汽油机柴油机燃气轮机单缸内燃机§16-1内燃机的基本结构及其应用多缸内燃机大功率内燃机星型内燃机汽油机柴油机星型内燃机工作原理图汽油机柴油机0－1’吸气1’－2压缩2－3燃烧放热４－1’’－０排气阀打开，排气3－4膨胀作功§16-2汽油机循环一、汽油机的实际工作循环二、循环的简化及理想循环(1)、忽略进排气压差(2)、循环中工质具有空气的热性质。(3)、燃烧放热过程简化为外热源供热，放热简化为定容放热。(4)、压缩和膨胀简化为可逆绝热经简化后，变为由二个定容过程和两个

2、定熵过程组成的闭式循环。此循环称为定容加热理想循环(Ottocycle)。p－v及T－s图循环计算循环热效率１４３２pvss１２３４Tsvv定容加热理想循环热效率分析§16-3柴油机循环汽油机柴油机一、柴油机的实际工作循环0－1’吸气1’－2压缩，2’开始喷油2－3－4燃烧放热5－1’’－０排气阀打开，排气4－5膨胀作功二、循环的简化及理想循环(1)、忽略进排气压差(2)、循环中工质具有空气的热性质。(3)、燃烧放热过程简化为外热源供热，放热简化为定容放热。(4)、压缩和膨胀简化为可逆绝热经简化后，变

3、为由二个定容过程、一个定压过程和两个定熵过程组成的闭式循环。此循环称为混合加热理想循环。(DieselCycle)p－v及T－s图循环计算循环热效率１４３２pvss5定义三个参数Ts１２45vvp3热效率的表达式如下三、（定压加热）柴油机的实际工作循环0－1’吸气1’－2压缩2－3燃烧放热４－1’’－０排气阀打开，排气3－4膨胀作功p－v及T－s图循环计算循环热效率１４３２pvssTs１２4vp3四、三种理想循环的比较1、压比ε相同、吸热量qH相同的比较面积23562=面积22’3’5’62=面积23

4、”5”62=q1面积14561<面积14’5’61<面积14”5”612、循环最高压力pmax相同、循环量高温度Tmax相同的比较循环吸热量qH为面积面积2”3652”>面积2’3’652’>面积23652§16-4燃气轮机装置基本结构燃气轮机发电厂优点是装机快、起停灵活，多用于电网调峰和交通、工业动力系统。目前的最高效率的开式循环系统是GE公司LM6000PC轻型燃气轮机，效率为43%。燃气轮机发电装置航空发动机一、实际工作循环§16-5燃气轮机定压加热理想循环（BraytonCycle）二、简单燃

5、气轮机装置的理想循环　　　　　　－－布雷顿循环（BraytonCycle)qL压气机燃气轮机wTwc燃烧室p1,T1p2,T2p3,T3p4,T4燃料冷却器qH循环的p－v，T－s图pv1234fess1234Tsmnpp2’3’4’2”3”4”134Tsmn2循环净功分析最佳增压比（注意此时热效率并不是最大值。）§16-6燃气轮机装置实际循环13Tsmn4’42’2fg定义燃气轮机相对内效率为(表达式看p273式16-7)§16-7提高燃气轮机循环热效率的措施一、回热燃烧室压气机燃气轮机wTwcp

6、1,T1p2,T2p3,T3p4,T4p5,T5p6,T6wTwcp1,T1p2,T2p3,T3p4,T4p5,T5p6,T61234Ts56efgh7二、在回热的基础上采用分级压缩、中间冷却和分级膨胀、中间再热§16-8喷气式发动机思考题p276