1、工程熱力學(xué)Engineering Thermodynamics北京航空航天大學(xué)第十章 動力循環(huán)n回?zé)嵫h(huán)和再熱循環(huán)n熱電循環(huán)n內(nèi)燃機循環(huán)n燃氣輪機循環(huán)n空氣制冷循環(huán)熱力裝置動力裝置動力裝置：將熱量通過能量的傳遞和轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變成人們所：將熱量通過能量的傳遞和轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變成人們所 需要的功的裝置。需要的功的裝置。熱泵裝置熱泵裝置：將熱量不斷地傳給系統(tǒng)以使系統(tǒng)溫度提高到所：將熱量不斷地傳給系統(tǒng)以使系統(tǒng)溫度提高到所 要求的某一高于環(huán)境溫度的水平，并使該系統(tǒng)要求的某一高于環(huán)境溫度的水平，并使該系統(tǒng) 溫度保持不變。溫度保持不變。制冷裝置制冷裝置：將熱量不斷地從系統(tǒng)排向環(huán)境以使系統(tǒng)溫度降：將熱量不斷地從系統(tǒng)排向

2、環(huán)境以使系統(tǒng)溫度降 低到所要求的某一低于環(huán)境溫度的水平，并使低到所要求的某一低于環(huán)境溫度的水平，并使 該系統(tǒng)溫度保持不變的裝置。該系統(tǒng)溫度保持不變的裝置。121net1qqqwt212net2qqqwqt211net1qqqwqt正循環(huán)正循環(huán)逆循環(huán)逆循環(huán)逆循環(huán)逆循環(huán)研究內(nèi)容和研究方法研究內(nèi)容：分析各種循環(huán)的熱力性能，揭示能量利用的研究內(nèi)容：分析各種循環(huán)的熱力性能，揭示能量利用的完完善程度善程度和和影響其性能的主要因素影響其性能的主要因素，給出評價和，給出評價和改進這些裝置熱力性能的方法。改進這些裝置熱力性能的方法。工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)研究方法研究方法：先對實際動力循環(huán)進行：先對實際動力循環(huán)進行

3、抽象抽象和和理想理想化化，形成各種理想循環(huán)進行分析，最后進行，形成各種理想循環(huán)進行分析，最后進行修正修正。1、將實際循環(huán)抽象和簡化為理想循環(huán)、將實際循環(huán)抽象和簡化為理想循環(huán)簡化程序是：先繪制出工質(zhì)的工作流程簡圖，然后根據(jù)每一設(shè)備的工簡化程序是：先繪制出工質(zhì)的工作流程簡圖，然后根據(jù)每一設(shè)備的工作特點，將其中的實際工作過程用近似地或等效的可逆過程來表征。作特點，將其中的實際工作過程用近似地或等效的可逆過程來表征。研究內(nèi)容和研究方法2、將簡化好的理想可逆循環(huán)表示在、將簡化好的理想可逆循環(huán)表示在p-v圖和圖和T-s圖上圖上3、對理想循環(huán)進行分析和計算、對理想循環(huán)進行分析和計算 4、定性分析各主要參數(shù)對

4、理想循環(huán)的吸熱量、放熱量、定性分析各主要參數(shù)對理想循環(huán)的吸熱量、放熱量、 凈功量的影響，進而分析對循環(huán)熱效率的影響，并提凈功量的影響，進而分析對循環(huán)熱效率的影響，并提 出提高熱效率的措施。出提高熱效率的措施。5、對理想循環(huán)的計算結(jié)果引入必要的修正、對理想循環(huán)的計算結(jié)果引入必要的修正 6、對實際循環(huán)進行熱力學(xué)第二定律分析、對實際循環(huán)進行熱力學(xué)第二定律分析 燃氣輪機循環(huán)簡單燃氣輪機簡單燃氣輪機定壓加熱循環(huán)定壓加熱循環(huán)Brayton循環(huán)循環(huán)Brayton循環(huán)熱效率41t321TTTT 411322111TTTTTT 112221111111tkkTTTpTp 1133224411kkkkTppTTp

5、pT因為：12，34為定熵過程所以：定義壓比：定義壓比：21pp111tkk 提高Brayton循環(huán)熱效率的途徑改變循環(huán)參數(shù)改變循環(huán)參數(shù)改變循環(huán)形式改變循環(huán)形式回?zé)峄責(zé)嵩贌嵩贌?11tkk 多級壓縮，中間冷卻多級壓縮，中間冷卻增壓比對循環(huán)凈功量的影響增壓比對循環(huán)凈功量的影響布雷頓循環(huán)的凈功量：布雷頓循環(huán)的凈功量：142321netTTcTTcqqwpp11121334131121413121netTTTTTTTTTcTTTTTTTcqqwpp1111net/pTcw13TT12opt/213maxnet,TTcwp空氣壓縮制冷循環(huán)Brayton逆循環(huán)逆循環(huán)空氣壓縮制冷循環(huán)制冷系數(shù)2212p14

6、23p23p1414()1()()1qqwqqc TTTTc TTc TTTT1133221144232141kkkkpTTpTppTTTTTTT112211111kkTpTp12，34為定熵過程：為定熵過程：增壓比越小，制冷系數(shù)越大，增壓比越小，制冷系數(shù)越大，循環(huán)中單位工質(zhì)的制冷量也循環(huán)中單位工質(zhì)的制冷量也越小。越小。例1n由不變氣源來的壓力p1=1.5MPa，溫度t1=27的空氣，流經(jīng)一噴管進入壓力保持在pb=0.6MPa的某裝置中，若流過噴管的流量為3kg/s，來流速度可忽略不計，試設(shè)計該噴管？若來流速度cf1=100m/s，其他條件不變，則噴管出口流速及截面面積為多少？噴管設(shè)計問題，可

7、以按設(shè)計步驟進行噴管設(shè)計問題，可以按設(shè)計步驟進行0crcr0bppvpp選漸縮噴管選漸縮噴管0crcr0bppvpp選縮放噴管選縮放噴管例2n如圖所示，一漸縮噴管經(jīng)一可調(diào)閥門與空氣罐連接。氣罐中參數(shù)恒定為pa=500kPa，溫度ta=43，噴管外大氣壓力pb=100kPa，溫度為t0=27，噴管出口截面面積為68cm2。空氣的Rg=287J/(kgK)，=1.4。 試求：（1）閥門A完全開啟時（假設(shè)無阻力），求流經(jīng)噴管的空氣流量qm1是多少？ （2）關(guān)小閥門A，使空氣經(jīng)閥門后壓力降為150kPa，求流經(jīng)噴管的空氣流量qm2 ，以及因節(jié)流引起的作功能力損失為多少？并將此流動過程及損失表示在T-S圖上例3n兩個質(zhì)量相等、比熱容相同且為定值的物體，A物體初溫為Ta，B物體初溫為Tb，