热能工程教研室.pptx

第十章 气体动力循环For the rest of the semester..Look at different cycles that approximate real processesYou can categorize these processes several different waysPower Cycles vs RefrigerationGas vs VaporClosed vs openInternal Combustion vs External CombustionPower CyclesSubject of Chapters 10 and 11Sabeander Cycle (萨巴德循环)Diesel Cycle （狄赛尔循环）Otto Cycle (奥托循环)Spark Ignition 内燃机Brayton Cycle （布雷顿循环） Gas Turbine燃气轮机Rankine Cycle（朗肯循环）Vapor蒸汽轮机§10-1分析动力循环的一般方法在热力学基本定律的基础上分析动力循环的能量转换的经济性，寻求提高经常性的方向和途径。目的：√步骤：1）将实际循环抽象成可逆的理论循环分析影响循环效率的主要因素？？2）分析实际循环与可逆理论循环的偏离偏离部件、大小、原因及改进办法pvReal vs. IdealActual cycleIdeal cycle分析动力循环的一般方法1）第一定律分析法方法：量的角度2）第二定律分析法品质的角度气体动力循环：3）“空气标准”假设理想气体从高温热源吸热工作流体燃烧向低温热源放热与空气相同气体性质排气Air-Standard AssumptionsAir continuously circulates in a closed loop and behaves as an ideal gasAll the processes are internally reversibleCombustion is replaced by a heat-addition process from the outsideHeat rejection replaces the exhaust processCold Air Standard Assumptions Also assume a constant value for Cp, evaluated at room temperature分析动力循环的一般方法提高循环效率的途径：提高循环中工质的平均吸热温度降低循环中工质的平均放热温度循环不可逆因素：散热，泄漏内部摩擦，外部温差传热T1q1T1’q1’w’q2T2q2’T0分析动力循环的一般方法1）循环效率法hi：内部热效率。实际做功量和循环加热量之比hc:=1 – T0/T1, 高低热源间卡诺循环热效率(T1和T0间的Carnot循环)ht:与实际循环相应的内部可逆循环热效率(T1’和T2间的实际循环)hT:循环相对内部效率。循环中实际功量与理论功量之比。反映内部摩擦引起的损失。 (T1’和T2间的实际循环)ho:相对内效率；= ht/hc；外部温差换热引起的不可逆损失分析动力循环的一般方法2）第二定律分析法A. 熵分析法做功能力损失与循环的熵产有关做功能力损失与循环最大做功能力之比表示损失大小B. Ex分析法设备或系统的Ex效率Ideal CyclesWe’ll be using ideal cycles to analyze real systems, so lets start with the only ideal cycle we’ve studied thus farCarnot CycleT－s Diagram1-2 Isothermal Heat AdditionT122-3 Isentropic Expansion3-4 Isothermal Heat Rejection4-1 Isentropic Compression43SP— v Diagram1-2 Isothermal Heat AdditionP12-3 Isentropic Expansion23-4 Isothermal Heat Rejection44-1 Isentropic Compression3vAnd…Since it is a cycleQ-W=0 Q=WIn addition, we know that the efficiency for a Carnot Cycle is:QWWnet = QnetCarnot Cycle is not a good model for most thingsFor exampleInternal combustio