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气体动力循环

分析热力循环的一般方法

活塞式内燃机实际循环的简化

活塞式内燃机简介

Note

按燃料:煤气机(gas engine、汽油机(gasoline engine;petrol engine、柴油机(diesel engine) 按点火方式:点燃式(spark ignition engine)、压燃式(compression ignition engine) 按冲程:二冲程(two-stroke)、四冲程(four-stroke)

Note

开式循环(open cycle; 燃烧、传热、排气、膨胀、压缩均为不可逆; 各环节中质量、成分稍有变化

平均有效压力(mean effective pressure)

\[p_{MEP}=\frac{W_{net}}{V_h}\]

活塞式内燃机循环的简化

  1. 空气标准假设(the air-standard hypothesis)

  2. 假定工作流体是一种理想流体

  3. 假设它具有与空气相同的热力性质

  4. 将排气过程和燃烧过程向低温热源的放热过程和自高温热源的吸热过程取代

活塞式内燃机的理想循环

混合加热内燃机工作原理

混合加热理想循环(dual combustion cycle)

又称萨巴德循环

特性参数

压缩比(compression ratio\(varepsilon=\frac{v_1}{v_2}\)

定容增压比(pressure ratio\(\lambda=\frac{p_3}{p+2}\)

定压预胀比(cutoff ratio\(\rho=\frac{v_4}{v_3}\)

定压加热理想循环(Diesel cycle)

定容加热理想循环(Otto cycle)

活塞式内燃机

燃气轮机装置循环

燃气轮机(gas turbine)装置简介

主要构成:压气机(compressor、燃气轮机(gas turbine、燃烧室(combustion chamber)

Note

  1. 开式循环,工质流动
  2. 运转平稳,连续输出功
  3. 启动快,达满负荷快 4,压气机燃烧了燃气轮机产生功率的绝大部分,但功率重量比(specific weight of engine)仍较大

定压加热理想循环(constant-pressure combustion cycle, Brayton cycle)

1-2 等熵压缩(压气机内)

\[\pi=\frac{p_2}{p_1}\]

循环增压比 (pressure ratio)

2-3 定压吸热(燃烧室内)

\[\tau=\frac{T_3}{T_1}\]

循环增温比(temperature ratio)

3-4 等熵膨胀(燃气轮机内)

4-1 定压放热(排气,假想换热器)

燃机轮机装置定压加热的实际循环

提高燃气轮机装置循环热效率的热力学措施

回热(regeneration)

分级压缩,中间冷却

分级膨胀,中间加热

喷气发动机及其他气体动力循环简介

本章中英名词对照

内燃机(internal combustion engine)

分级压缩(multistage compression)

中间冷却(intervenling cooling)

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