 第8章 热力系统-做功 Thermodynamic system -work producing-engine 8.1典型做功系统 汽油内燃机Gasoline internal combustion engine 汽油为燃料产生热能，通过气体动力循环做功
基本部件 气缸cylinder 活塞piston 火花塞spark 气阀valves 工作原理 汽油与空气的混合气进入气缸，被电火花点燃，高温高压气体膨胀做功 特点 汽油与空气先混合； 混合气用电火花点燃； 热效率相对低； 相对较轻便； 柴油内燃机Disel internal combustion engine 柴油为燃料产生热能，通过气体动力循环做功
基本部件 气缸cylinder 活塞piston 喷油嘴fuel injector 气阀valves 工作原理 空气进入气缸，被活塞压缩至温度超过柴油自燃点，喷入柴油并燃烧，高温高压气体膨胀做功 特点 柴油在缸内喷入； 柴油被高温空气点燃； 热效率相对高； 相对较厚重； 燃气轮机Gas turbine 油、气等燃料产生热能，通过燃气轮机循环做功
背景： 稳定-大功率 基本部件: 燃烧室combustion chamber 空气压缩机air compressor 燃气轮机gas turbine 工作原理 空气被压缩后进入燃烧室，与燃料混合燃烧，产生高温高压气体，经燃气轮机膨胀做功 特点 压缩、燃烧、做功环节由独立部件承担； 无波动稳定功率输出； 易实现大功率； 可适应多种燃料； 8.2气体动力循环 Gas power cycle 工作介质：空气/烟气 奥托循环Otto cycle 汽油机工作循环-四过程
1→2压缩过程 s=c, Win Compression 2→3燃烧过程 v=c, Qin Combustion 3→4膨胀做功过程 s=c, Wout Expansion 4→1排热过程 v=c, Qout Heat rejecting 热效率 1-1/Rk R=v1/v2 k=1.4 WhenR=8 and k=1.4, the theoretical thermal efficiency of Otto cycle is 56.5% 混合燃烧循环 Dual combustion cycle 柴油机工作循环-五过程
1→2压缩过程 s=c, Win Compression 2→3定容燃烧过程 v=c, Qin Combustion 3→4 定压燃烧膨胀做功过程 p=c, Wout Combustion-Expansion 4→5膨胀做功过程 s=c, Wout Expansion 5→1排热过程 v=c, Qout Heat rejecting 热效率
Rv12-压缩比compression ratio, v1/v2 Rp32-升压比pressure ratio,p3/p2 Rv43-预胀比expansion ratio,v4/v3 燃气轮机循环 Gas turbine cycle 四过程
1→2空气压缩过程 Compression s=c, Win 压缩机 2→3燃料燃烧过程 Combustion p=c, Qin 燃烧室 3→4膨胀做功过程 Expansion s=c, Wout 燃气轮机 4→1废热排出过程 Heat rejecting p=const Qout 热效率 1-1/Rk R=v1/v2 k=1.4 We all know that one of the most important power-producing devices is the internal-combustion engine, of which the automobile engine is one. Why is this called an internal-combustion engine? Because the heat addition, the combustion process, occurs within the engine, not outside it as with the Rankine cycle. The chemical energy of the fuel is converted to thermal energy (heat), which in turn is converted into mechanical energy, or work. The work per unit time is the power propelling the car. The fuel used in internal-combustion engines is a hydrocarbon mixture, such as gasoline, diesel fuel, alcohol, or gas. 研讨 如何提高气体动力装置的热效率，减少燃料费用？ 循环-参数-部件-能量综合利用-燃料优化等 |
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