发动机热计算

一、热力学计算：参数选择

缸径D ： D=80mm

缸数i ： i=1 冲程数τ：4 转数n ： n=3600r/min 几何压缩比：8.5 工作容积h V ： h V =0.3L 有效压缩比ε：ε=7.5 大气状态： 0p = 1bar 0T = 288K

燃烧平均重量成分： C = 0.855， H = 0.145 ， O = 0

燃料低热值Hu ： 44100kJ/kg 过量空气系数α： α=0.85 热量利用系数ξZ ： ξZ = 0.9 残余废气系数γ： γ = 0.086 排气终点温度Tr ： Tr = 1050K 示功图丰满系数φi ： φi = 0.96 机械效率ηm ： ηm = 0.93 平均多变压缩指数： n 1=1.32 进气加热温升Δt ： Δt=20℃

（1）．排气过程

排气压力，选Pr=1.1?P 0=1.1bar （2）．进气过程取Pa=0.8Po=0.8bar 进气终点温度

T =

γ++?+10r

T T T =373K

充气效率v η

εε

η+???-=11

0a a

v T T p p =0.65

（3） . 压缩过程

1) 选取平均多变压缩指数1n =1.22 2) 压缩过程中任意点X 的压力cx p ：

cx p =

.19.01

???

? ??=???

? ??cx a

n cx a a V

V V V p bar

式中cx V ——x 点的气缸容积，它等于：

V =

()()C x x V Cos L R Cos R D +??

???---??π21414

V =

-εh

V =0.04 L

3) 压缩终点压力c p 和温度c T ：

c p =Pa 1

n ε

=8.0?22.15.7= 9.3bar c T =Ta 1

1-n ε

=373×8122.1-= 589.4K

c t = 273

-c T = 316.4c o

（4）．燃烧过程计算

1) 压缩终点的空气平均等容比热v C

c t =316.4

c o

时，p C =7.06 kcal/kmol c o

C =p C 986.1-= 5.074 kcal/kmol c o

2) 压缩终点残余废气平均等容比热"

v C ，

α =0.85，c t =323.8c o

时，"

v C =7.82kcal/kmol c o

v C =986.1-"p C = 7.82 – 1.986 = 5.834 kcal/kgmol c o

3) 压缩终点的混合气平均等容比热'

v C =γ

γ+"

+1v

v C C =5.103 kcal/kmol c o

=21.4 kJ/kgmol c o

4) 燃烧终点的温度Z T ,

C `

V =21.7Kcal/Kmol.K

p c

v u z t C t C M H H "='+

+?-μ

γμξμ1

)1()(

将已知数值代入 "

p C z t = 69800 kJ/kgmoL

反复查表，采取逐步试算法求得： z t = 2113℃, Z T =2113+273 =2386K 5）压力升高比λ： 4

.589238607.1?

==C

Z T T μ

λ=4.3

6）燃烧压力P z ： P z =λP C =4.3×9.3=40.3bar

二、飞轮侧轴承受力F

F=Lf b P z S h =0.6×1.6×40.3×0.005=19.3KN

L 为左右轴承力臂比

f b 为轴承冲击载荷系数，取1.6 S h 为活塞顶面积三、结论：

根据GB/T 276-1994 轴承6206的许用基本额定动载荷为19.5KN 计算结果为飞轮侧轴承受最大载荷为19.3KN 〈19.5KN ，所以轴承6206符合此机型设计要求。

以上为设计前期计算值

实际生产出的发动机经过燃烧分析仪测试燃烧压力为39bar 根据实际测试结果计算曲轴载荷为：0.6×1.6×39×0.005=18.7KN

工程热力学与发动机原理复习提纲

《工程热力学与发动机原理》复习提纲工程热力学基础部分 1、基本概念：工质、压力、温度、比容、内能、焓、熵、功、热量、热力循环等概念。 2、热力学第一定律、热力学第二定律的内容。 3、评定理想循环的两个指标：定义式、各参数含义。 4、内燃机理想循环的简化条件。 5、内燃机三种理想循环：ｐ-v图及T—s图；各循环特点。 6、理想循环热效率的比较 1）在初态、循环吸热量Q1、压缩比ε 相等时比较；2）在初态、循环吸热量Q1、最高压力相等时比较。 7、压缩比ε、压力升高比λ、预胀比ρ及绝热指数k对发动机三种理想循环的影响。第1章发动机的性能 1、发动机实际循环与热损失 1、四行程发动机的实际循环行程与过程；两种示功图；排气温度Tr；压缩过程多变指数的变化；膨胀过程多变指数的变化。 2、实际循环的热损失。 3、非增压柴油机理论循环和实际循环p-V图的比较。二、发动机性能指标 1、两类指标的作用。 2、各性能指标的定义、关系式、单位、符号。三、机械损失 1）机械损失种类； 2）机械效率定义、意义及各计算式； 3）机械损失测定方法； 4）影响机械效率的因素分析。第二章发动机的换气过程一、四行程发动机换气过程进行情况 1、换气过程分期 2、影响超临界排气、亚临界排气废气流量的因素 3、燃烧室扫气的作用。二、换气损失： 1、换气损失与泵气损失；2、换气损失图。三、充气效率ηv

1、定义； 2、意义； 3）测定方法。四、影响充气效率的因素分析 1、进气终了压力；2、进气终了温度； 3、压缩比； 4、残余废气系数； 5、配气定时； 6、进气状态。五、提高充气效率的措施 1、减少进气系统的阻力。 2、合理选择配气定时： 1）配气定时合理程度的综合评定；2）充气效率特性；3）进气迟闭角对充气效率、有效功率的影响。 3、合理利用进气管内的动态效应。 4、使用可变技术。第三章燃料与燃烧 1、柴油的使用性能、汽油的使用性能。 2、各概念及定义式：理论空气量；实际空气量；过量空气系数；空燃比；理论分子变更系数；燃料的热值；混合气热值。第四章汽油机混合气形成和燃烧一、燃烧过程 1、正常燃烧过程进行情况： 1）燃烧过程分期及各阶段特点与要求；２）影响燃烧速度的因素；3）不规则燃烧的产生原因。２、不正常燃烧：１）爆燃　产生原因及危害；２）表面点火　产生原因危害。二、汽油机调整特性 1. 燃料调整特性：1）定义；2）曲线；3）功率混合比、经济混合比。 2. 点火提前角调整特性：1）定义；2）曲线。三、使用因素对燃烧过程及爆燃的影响１、混合气浓度；２、点火提前角；３、转速；４、负荷；５、大气状况。四、燃烧室 1、燃烧室设计原则； 2、几种常用典型燃烧室的特点；３、汽油机分层燃烧的目的、方案。第五章柴油机混合气形成过程和燃烧一、柴油机的燃烧过程

工程热力学的公式大全

工程热力学公式大全 1.梅耶公式: R c c v p =- R c c v p 0''ρ=- 0R MR Mc Mc v p ==- 2.比热比: v p v p v p Mc Mc c c c c ===''κ 1-= κκR c v 1 -=κnR c p 外储存能: 1．宏观动能: 221mc E k = 2．重力位能: mgz E p = 式中 g —重力加速度。系统总储存能: 1.p k E E U E ++= 或mgz mc U E ++ =221 2.gz c u e ++=22 1 3.U E = 或u e =(没有宏观运动,并且高度为零) 热力学能变化: 1.dT c du v =,?=?2 1dT c u v 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程 2.)(12T T c u v -=? 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程(用定值比热计算)

3.102000121221t c t c dt c dt c dt c u t vm t vm t v t v t t v ?-?=-==???? 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程(用平均比热计算) 4.把()T f c v =的经验公式代入?=?2 1dT c u v 积分。适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程(用真实比热公式计算) 5.∑∑====+++=n i i i n i i n u m U U U U U 1121 由理想气体组成的混合气体的热力学能等于各组成气体热力学能之与,各组成气体热力学能又可表示为单位质量热力学能与其质量的乘积。 6.?-=?21pdv q u 适用于任何工质,可逆过程。 7.q u =? 适用于任何工质,可逆定容过程 8.?=?21pdv u 适用于任何工质,可逆绝热过程。 9.0=?U 适用于闭口系统任何工质绝热、对外不作功的热力过程等热力学能或理想气体定温过程。 10.W Q U -=? 适用于mkg 质量工质,开口、闭口,任何工质,可逆、不可逆过程。 11、w q u -=? 适用于1kg 质量工质,开口、闭口,任何工质,可逆、不可逆过程 12、pdv q du -=δ 适用于微元,任何工质可逆过程 13.pv h u ?-?=? 热力学能的变化等于焓的变化与流动功的差值。焓的变化: 1.pV U H += 适用于m 千克工质 2.pv u h += 适用于1千克工质 3.()T f RT u h =+=

工程热力学的公式大全

5．梅耶公式： R c c v p =- R c c v p 0''ρ=- 0R MR Mc Mc v p ==- 6．比热比： v p v p v p Mc Mc c c c c ===''κ 1-= κκR c v 1 -=κnR c p 外储存能： 1．宏观动能： 221mc E k = 2．重力位能： mgz E p = 式中 g —重力加速度。系统总储存能： 1．p k E E U E ++= 或mgz mc U E ++ =221 2．gz c u e ++=221 3．U E = 或u e =（没有宏观运动，并且高度为零）热力学能变化： 1．dT c du v =，?=?2 1dT c u v 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程 2．)(12T T c u v -=? 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用定值比热计算） 3．102000121221t c t c dt c dt c dt c u t vm t vm t v t v t t v ?-?=-==???? 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用平均比热计算）

4．把()T f c v =的经验公式代入?=?2 1dT c u v 积分。适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用真实比热公式计算） 5．∑∑====+++=n i i i n i i n u m U U U U U 1121Λ 由理想气体组成的混合气体的热力学能等于各组成气体热力学能之和，各组成气体热力学能又可表示为单位质量热力学能与其质量的乘积。 6．?-=?21pdv q u 适用于任何工质，可逆过程。 7．q u =? 适用于任何工质，可逆定容过程 8．?=?21pdv u 适用于任何工质，可逆绝热过程。 9．0=?U 适用于闭口系统任何工质绝热、对外不作功的热力过程等热力学能或理想气体定温过程。 10．W Q U -=? 适用于mkg 质量工质，开口、闭口，任何工质，可逆、不可逆过程。 11.w q u -=? 适用于1kg 质量工质，开口、闭口，任何工质，可逆、不可逆过程 12.pdv q du -=δ 适用于微元，任何工质可逆过程 13．pv h u ?-?=? 热力学能的变化等于焓的变化与流动功的差值。焓的变化： 1．pV U H += 适用于m 千克工质 2．pv u h += 适用于1千克工质 3．()T f RT u h =+= 适用于理想气体 4．dT c dh p =，dT c h p ?=?2 1 适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程

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5．梅耶公式： R c c v p =- R c c v p 0''ρ=- 0R MR Mc Mc v p ==- 6．比热比： v p v p v p Mc Mc c c c c = = = ''κ 1-= κκR c v 1 -=κnR c p 外储存能： 1．宏观动能： 2 2 1mc E k = 2．重力位能： mgz E p = 式中 g —重力加速度。系统总储存能： 1．p k E E U E ++= 或mgz mc U E ++=2 21 2．gz c u e ++=22 1 3．U E = 或 u e =（没有宏观运动，并且高度为零）热力学能变化： 1．dT c du v =，?=?2 1dT c u v 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程 2．)(12T T c u v -=? 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用定值比热计算） 3．10 20 121 2 2 1 t c t c dt c dt c dt c u t vm t vm t v t v t t v ?-?=-==???? 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用平均比热计算）

4．把 ()T f c v =的经验公式代入?=?2 1 dT c u v 积分。适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用真实比热公式计算） 5．∑∑====+++=n i i i n i i n u m U U U U U 1 1 21 由理想气体组成的混合气体的热力学能等于各组成气体热力学能之和，各组成气体热力学能又可表示为单位质量热力学能与其质量的乘积。 6．?-=?2 1pdv q u 适用于任何工质，可逆过程。 7．q u =? 适用于任何工质，可逆定容过程 8．?=?21 pdv u 适用于任何工质，可逆绝热过程。 9．0=?U 适用于闭口系统任何工质绝热、对外不作功的热力过程等热力学能或理想气体定温过程。 10．W Q U -=? 适用于mkg 质量工质，开口、闭口，任何工质，可逆、不可逆过程。 11.w q u -=? 适用于1kg 质量工质，开口、闭口，任何工质，可逆、不可逆过程 12.pdv q du -=δ 适用于微元，任何工质可逆过程 13．pv h u ?-?=? 热力学能的变化等于焓的变化与流动功的差值。焓的变化： 1．pV U H += 适用于m 千克工质 2．pv u h += 适用于1千克工质 3．()T f RT u h =+= 适用于理想气体 4．dT c dh p =，dT c h p ?=?2 1 适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程

发动机原理复习要点

第一章工程热力学基础 1) 工质(重点) 在工程热力学中，把实现热能与机械功相互转换的工作物质称为工质。 2) 热能的传递方式热能可由工质通过传导、对流或辐射等方式来进行传递。 3) 热力学第一、第二定律-能量平衡方程(重点) 热力学第一定律：热和功可以相互转换，转换前、后的能量保持不变。热力学第二定律：实现热功转换的条件以及自发过程进行的方向性和不可逆性 4) 理想气体状态方程。在气体平衡状态下，理想气体的压力、温度和比容三者之间的关系式称为理想气体状态方程式，它是根据分子运动学说导出的。对于1kg 理想气体，状态方程式为： pv=RT 对于mkg 理想气体，状态方程式为： pV=mRT 式中：V=mv ，它是mkg 气体所占的总容积。 5) 气体的热力过程主要有哪几种？ (重点) 定容、定温、定压、绝热第二章发动机工作循环和性能指标 1) 理论循环分为哪几种形式？ (重点) 理论循环包括三种形式： a ）定容循环； b ）定压循环； c ）混合循环 2) 发动机实际工作循环哪几个过程组成，哪几个行程组成？ (重点) 实际工作循环则是由进气、压缩、燃烧、膨胀、排气五个过程所组成的，进气、压缩、供气、排气四个行程组成。 3) 发动机的指示性能指标、有效性能指标（有效功率、有效转矩、有效燃油消耗率）和强化指标(重点) 发动机的指示性能指标是以工质对活塞所做之功为计算基准的指标。指示指标不受动力输出过程中机械摩擦和附件消耗等各种外来因素的影响，直接反映由燃烧到热功转换工作循环进行的好坏。指示功率：发动机单位时间内所做的指示功，用 P i 表示发动机的指示功率（每秒所做的指示功）为： 10330260-??=??=in i n V p W P s i i i ττ 式中：τ ——行程数（四行程τ =4，二行程τ =2）。指示燃油消耗率：指单位指示功的耗油量，也就是发动机每小时发出1kW 指示功率时所消耗的燃油量，用g i 表示指示热效率：指实际循环指示功与所消耗的燃油热量的比值，用ηi 表示。

热力循环比较

斯特林循环 Stirling cycle 热气机（即斯特林发动机）的理想热力循环，为19世纪苏格兰人R.斯特林所提出，因而得名。图[斯特林循环的-和- 图]-和-图" class=image>为斯特林循环在压-容(-)图和温-熵(T-S)图上的表示。它是由两个定容吸热过程和两个定温膨胀过程组成的可逆循环，而且定容放热过程放出的热量恰好为定容吸热过程所吸收。热机在定温(T1)膨胀过程中从高温热源吸热，而在定温(T2)压缩过程中向低温热源放热。斯特林循环的热效率为 [0727-01]式中W为输出的净功；Q1为输入的热量。根据这个公式，只取决于T1和T2，T1越高、T2越低时，则越高，而且等于相同温度范围内的卡诺循环热效率。因此，斯特林发动机是一种很有前途的热力发动机。斯特林循环也可以反向操作，这时它就成为最有效的制冷机循环。卡诺热机循环的效率让我们分析以理想气体为工作物质的卡诺热机循环并求其效率。以v表示理想气体的摩尔数，以T1和T2分别表示高温和低温热库的温度。气体的循环过程如图10.12所示。它分为以下几个阶段，两个定温和两个绝热过程。 1→2：使温度为T1的高温热库和气缸接触，气缸内的气体吸热作等温膨胀。体积由V1增大到V2。由于气体内能不变，它吸收的热量就等于它对外界做的功。利用公式(10.3)可得

2→3：将高温热库移开，气缸内的气体作绝热膨胀，体积变为V3，温度降到T2。 3→4：使温度为T2的低温热库和气缸接触，缸内的气体等温地被压缩到体积V4，使状态4和状态1位于同一条绝热线上，在这一过程中，气体向低温热库放出的热量为 4→1：将低温热库移开，缸内的气体绝热地被压缩到起始状态1，完成一次循环。在一次循环中，气体对外做的净功为 W=Q1-Q2 卡诺循环中的能量交换与转化关系可用图10.13那样的能流图表示。根据热机效率的定义公式(10.23)，可得理想气体卡诺热机循环的效率为根据理想气体的绝热过程方程，对两条绝热线应分别有两式相比，可得从而有

工程热力学课后答案..

《工程热力学》沈维道主编第四版课后思想题答案（1~5章）第1章基本概念 ⒈ 闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗? 答：否。当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。 ⒉ 有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。这种观点对不对，为什么? 答：不对。“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。物质并不“拥有”热量。一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。 ⒊ 平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系? 答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。 ⒋ 倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式 b e p p p =+ ()b p p >; b v p p p =- ()b p p < 中，当地大气压是否必定是环境大气压? 答：可能会的。因为压力表上的读数为表压力，是工质真实压力与环境介质压力之差。环境介质压力，譬如大气压力，是地面以上空气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化，因此，即使工质的绝对压力不变，表压力和真空度仍有可能变化。 “当地大气压”并非就是环境大气压。准确地说，计算式中的Pb 应是“当地环境介质”的压力，而不是随便任何其它意义上的“大气压力”，或被视为不变的“环境大气压力”。 ⒌ 温度计测温的基本原理是什么? 答：温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”，这一性质就是“温度”的概念。 ⒍ 经验温标的缺点是什么?为什么? 答：由选定的任意一种测温物质的某种物理性质，采用任意一种温度标定规则所得到的温标称为经验温标。由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质制作温度计、采用不同的物理性质作为温度的标志来测量温度时，除选定的基准点外，在其它温度上，不同的温度计对同一温度可能会给出不同测定值（尽管差值可能是微小的），因而任何一种经验温标都不能作为度量温度的标准。这便是经验温标的根本缺点。 ⒎ 促使系统状态变化的原因是什么?举例说明。答：分两种不同情况： ⑴ 若系统原本不处于平衡状态，系统内各部分间存在着不平衡势差，则在不平衡势差的作用下，各个部分发生相互作用，系统的状态将发生变化。例如，将一块烧热了的铁扔进一盆水中，对于水和该铁块构成的系统说来，由于水和铁块之间存在着温度差别，起初系统处于热不平衡的状态。这种情况下，无需外界给予系统任何作用，系统也会因铁块对水放出热量而发生状态变化：铁块的温度逐渐降低，水的温度逐渐升高，最终系统从热不平衡的状态过渡到一种新的热平衡状态； ⑵ 若系统原处于平衡状态，则只有在外界的作用下（作功或传热）系统的状态才会发生变。 ⒏ 图1-16a 、b 所示容器为刚性容器：⑴将容器分成两部分。一部分装气体，一部分抽成真空，中间是隔板。若突然抽去隔板，气体(系统)是否作功？ ⑵设真空部分装有许多隔板，每抽去一块隔板让气体先恢复平衡再抽去一块，问气体(系统)是否作功？ ⑶上述两种情况从初态变化到终态，其过程是否都可在P-v 图上表示？答：⑴；受刚性容器的约束，气体与外界间无任何力的作用，气体（系统）不对外界作功； ⑵ b 情况下系统也与外界无力的作用，因此系统不对外界作功；

【良心出品】工程热力学计算练习题和证明题

工程热力学计算练习题 1、设工质在K T H 1200=的恒温热源和K T L 300=的恒温冷源间按热力循环工作，已知吸热量为150kJ ，求热效率和循环净功。 2、5kg 氧气初态为p 1＝0.8MPa 、T 1＝800K ，经可逆定压加热过程达到1200K 。设氧气为理想气体，比热容为定值，摩尔质量M ＝32×10－3kg/mol ，试求氧气终态的体积V 2、热力学能变量ΔU 、焓变量ΔH 、熵变量ΔS 。 3、有人设计一台循环装置，在温度为1100K 和350K 的两个恒温热源之间工作，且能输出净功1250kJ ，而向冷源放热500kJ 。试判断该装置在理论上是否可行？ 4、空气流经喷管作定熵流动，已知进口截面上空气的压力p 1＝7bar 、温度t 1＝947℃，出口截面上空气的压力p 2＝1.4bar ，质量流量q m ＝0.5kg/s 。空气的比定压热容c p =1.004kJ/(kg ·K)，气体常数Rg ＝0.287 kJ/(kg ·K)，k ＝1.4，试确定喷管外形、出口截面上空气的流速和出口截面面积。

证明题 1、试证明可逆过程的功?= -2 121pdV W 。证明：设有质量为m 的气体工质在气缸中进行可逆膨胀，其变化过程如图中连续曲线1－2表示。由于过程是可逆的，所以工质施加在活塞上的力F 与外界作用在活塞上的各种反力之总和随时只相差一无穷小量。按照功的力学定义，工质推动活塞移动距离dx 时，反抗斥力所作的膨胀功为 pdV pAdx Fdx W ===δ 式中，A 为活塞面积，dV 是工质体积微元变化量。在工质从状态1到状态2的膨胀过程中，所作的膨胀功为?=-2 121pdV W 2、试证明理想气体的比定压热容仅仅是温度的函数。证明：引用热力学第一定律解析式，对于可逆过程有vdp dh q -=δ 定压过程p p p p T h dT vdp dh dT q c )()()(??=-==δ 对于理想气体T R u pv u h g +=+=，显然焓值与压力无关，也只是温度的单值函数，即()T f h h =，故dT dh T h c p =??=)( 理想气体的比定压热容仅仅是温度的函数。

航空发动机热力计算程序说明

航空发动机热力计算根据廉筱纯和吴虎编著的《航空发动机原理》一书，我针对书籍中的第五章的热力计算的方法以及步骤编辑了一个计算程序。该程序适用于具有涵道比的涡轮风扇发动机在加力与不加力的两种情况下发动机性能的计算，主要有航空发动机的单位推力以及耗油率的计算，当然读者可以很随意的修改就能得到发动机的其他性能参数；对书中的修改之处的说明： 1、155页计算油气比f 时公式为：f =C pg T t4?C p T t3 b H u ?C pg T t4 若仅仅用假定的数值所得到的f 为负值，因为此处单位不统一，H u 必须乘以1000；后面涉及油气比计算时类似； 2、计算如T t4a T t4, T t4.5T t4a , T t5T t4c , T t4c T t4.5 如此形式的值时，一律用中间变量tm 代替； 3、157页 τ2m =T t4c T t4.5= 1?β?δ1?δ2 1+f +δ1δ2C p T t3/(C pg T t4.5) 1?β?δ1?δ2 1+f +δ1+δ2 应改成 τ2m =T t4c T t4.5 = 1?β?δ1?δ2 1+f +δ1+δ2C p T t3/(C pg T t4.5) 1?β?δ1?δ2 1+f +δ1+δ2 4、程序中由于不能定义希腊字母为变量，程序中都以近似的读音来定义变量，作如下说明：

①δ1 ：d1，含有δ的类似，用d代替δ； : nb，含有η的类似, 用n代替η； ②η b ③πcl：Picl，含有π的类似；用Pi代替π ④β：bt ，读音有点相近；另外，程序中定义了加力的标志sign：若计算加力情况则把sign的值置为1，不加力则定义1以外的数值即可。程序如下： #include #include void main() { //假设飞行条件// double Ma0=1.6,H=11; //发动机工作的一些参数// double B=0.4,Picl=3.8,Pich=4.474;/* B为涵道比，Picl为风扇的增压比，Pich为高压压气机增压比*/ double Pi=17,Tt4=1800,Ttab=2000;/*Pi为总增压比，Tt4为燃烧室出口温度，Ttab为加力燃烧室出口温度*/ double R=287.06,Rg=287.4; double Lcl,Lch,f,tm; /*风扇处每千克空气消耗的功*/ double Wc,W4,W4a,W4c; /*各截面流量*/ //预计的部件效率或损失系数// double di=0.97; /* 进气道总压恢复系数*/ double ncl=0.868; /* 风扇绝热效率*/ double nch=0.878; /*高压压气机绝热效率*/ double nb=0.98; /*主燃烧效率*/ double db=0.97; /* 主燃烧室总压恢复系数*/ double nth=0.89; /* 高压涡轮效率*/ double ntl=0.91; /* 低压涡轮效率*/

内燃机热力循环-打印版

内燃机热力循环一、燃气轮机循环燃气轮机理想循环为布雷顿循环（Brayton Cycle) ，它是工质连续流动做功的一种轮机循环，如图1所示。它既可作内燃布雷顿循环，又可作外燃布雷顿循环。内燃的布雷顿循环为开式循环，常用工质为空气或燃气。外燃的布雷顿循环是闭式循环，通过热交换器对工质加热，在另一热交换器排出工质余热。循环过程为：工质在压气机中等熵压缩1－2，在燃烧室（或热交换器中）等压加热2－3 ，在燃气轮机中等熵膨胀3－4和等压排气4－1 。图1 燃气轮机循环燃气轮机循环的指示热效率为 11k k i c ηπ-=- 式中，c π为压气机中气体的压比，k 为比热比。燃气轮机开式循环常与内燃机基本循环配合使用。二、涡轮增压内燃机热力循环将涡轮增压技术（或燃气轮机技术）应用到内燃机上是内燃机循环的一项重大技术发展。一方面内燃机希望获得更多的进气（或可燃混合气）充量，以提高内燃机的功率和热效率；另一方面从内燃机排出的高温、高压废气能导入燃气涡轮中再作功，推动与燃气涡轮相连（同轴）的压气机来提高进气（或可燃混合气）的压力供给内燃机，这样就成为涡轮增压内燃机。涡轮增压内燃机有等压涡轮和变压涡轮两种系统，它们的热力循环也有所不同。 1．恒压涡轮增压内燃机热力循环图2是等压涡轮增压内燃机热力循环。它由内燃机基本循环1→2→3’→3→4→1和燃气轮机循环7→1→5→6→7组成。

图2 等压涡轮增压内燃机热力循环压气机将气体从状态7（大气压力p0）等熵压缩到状态1（压力为p s）之后进入内燃机。按内燃机热力循环到达状态4。气体在排气过程进入等压涡轮时由于排气门的节流损失和排气动能在排气总管内的膨胀、摩擦、涡流等损失而变成热能，气体温度升高，体积膨胀而到达状态5。气体从4→5 这部分能量没有利用，对内燃机来说相当于从状态4直接回到状态1。气体在等压涡轮中从状态5等熵膨胀到状态6，然后排入大气。 2 ．变压涡轮增压内燃机热力循环变压涡轮增压内燃机热力循环如图3 。与等压涡轮增压内燃机热力循环不同，变压涡轮增压内燃机中气体从状态4 进入变压涡轮中排气能量不会由于排气管突然变粗而膨胀损失，进入变压涡轮前的气体压力在p4与p1’之间变化。如不计气体流动中的摩擦损失，气体在涡轮中的膨胀从开始排气时的p4→p5到最后的p1’→p5（因为后面从气缸中排出的气体压力不断下降）。图3 变压涡轮增压内燃机热力循环内燃机的等容放热过程4→1可看成为涡轮的等容加热过程1→4 ，然后为气体在涡轮内的等熵膨胀4→5 。5→6为等压放热过程。6→1为气体在压气机中的等熵压缩过程。三、涡轮增压中冷内燃机热力循环

工程热力学计算题

1、1kg 氧气置于图所示的气缸内,缸壁能充分导热,且活塞与缸壁无摩擦。初始时氧气压力为0、5Mpa 、温度为27℃。如果气缸长度为2L,活塞质量为10kg,试计算拔除销钉后,活塞可能达到的最大速度。氧气的比热容)/(918.0K kg kJ c p ?=,k=1、395,)/(260.0K kg kJ R g ?= 解: 取气缸内的氧气为研究对象。根据热力学第一定律W U Q +?=知道, 能,一部分用于对外做功。根据题意:的热量全部用于对外做功, 设环境温度为T 0,环境压力为P 0,V max 。氧气初始状态的压力为P 1,温度为T 1,容积为V 1,氧气膨胀后的容积为V 2,膨胀过程的膨胀功为W 。 V P W MV ?-=02max 2 1 21 1ln V V T R W g = 111T mR V P g = 12V V V -=? 122V V = 所以有:2ln 1T R W g = 110/P T R V P g =? 代入数据: 7.38484)2.02(ln )2715.273(2602ln 10211 1012max =-?+?=-=??p T R P T R V g g s m V /73.87max = 2、空气等熵流经一缩放喷管,进口截面上的压力与温度分别就是0、58Mpa 、440K,出口截面上的压力MPa p 14.02=。已知喷管进口截面面积为2、6×10-3m 2,空气的质量流量为1、5kg/s,试求喷管喉部面积及出口截面的面积与出口流速。空气的比热容)/(005.1K kg kJ c p ?=,k=1、4,)/(287.0K kg kJ R g ?= 解: 根据题意知道,进口参数为MPa p 58.01=,K T 4401=。出口截面上的压力MPa p 14.02=。喷管进口截面A 1面积2、6×10-3m 2,空气的质量流量Q 为1、5kg/s 。 )/(61.1251,11 ,1s m c v c A q f f =?=

工程热力学与发动机原理

一．习题部分 1.试由??-== 212 1,vdp w pdv w t .导出理想气体进行可逆绝热过程时过程功和技术功的计算式。解：可逆过程的过程功?=21pdv w ，由绝热过程方式k k pv v p =11，得k k v v p p 11=。所以)(1 1)(112122111121T T k R v p v p k v dv v p w v v g k k --=--==? 考虑k k k k v v T T p p T T 1211211212)(,--==）（ ])(1[1])1 (1[111211 21----=--=k g k k g v v k T R p p k T R w 可逆过程的技术功??-+=-=2121)(2211v v p p t v p v p pdv vdp w ，将?21v v pdv 关系式带人，整理得 kw p p T R k k T T R k k v p v p k k w k k g g t =--=--=--=-])(1[1)(1)(111 21212211 2.某气缸中空气初始参数,1300,811C t MPa p ? ==进行了一个可逆多变过程后，终态,400,4.022C t MPa p ?==空气的气体常数),/(287.0K kg kJ R g ?=试按下列两种方法计算空气该过程是放热还是吸热？（1）按定值热容，);/(718.0K kg kJ c v ?=（2）比热容是温度的线性函数c t ?+=?}{000186.0708.0}{c K)kJ/(kg v 解：由2211,;,T p T p 确定多变指数 3955.1,283401.084.0ln 1573673ln ln ln 11212====-n MPa MPa K K p p T T n n （1）所以是吸热过程 ,0/1.653/2.646/1.653)4001300(*)/(287.0*1 3955.11)(11/2.646)1300400(*)/(718.0)(2112>+-=+?==-?-=--= -=-?=-=?q kg kJ kg kJ w u q kg kJ K K kg kJ T T R n w kg kJ K K kg kJ T T c u g v （2）

车用发动机余热回收的新型联合热力循环

第43卷第11期2009年11月西安交通大学学报 JOURNAL OF XI AN JIAOT ON G U NIVERSIT Y Vo l.43 !11Nov.2009 收稿日期:2009 03 13. 作者简介:何茂刚(1970-),男,教授,博士生导师. 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50776070,50821064). 车用发动机余热回收的新型联合热力循环何茂刚,张新欣,曾科 (西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,710049,西安) 摘要:针对汽车发动机排气余热、冷却水余热和润滑油余热的特点,提出了一种新型的适用于车用发动机余热回收的热力循环系统.此系统由用来回收温度较高的发动机排气余热及润滑油余热的有机Rankine 循环(Or ganic Rankine Cycle,ORC)和用来回收温度较低的发动机冷却水余热的Kalina 循环耦合而成.基于P R 状态方程,编写了计算程序对此热力循环系统进行了热力学性能分析,还分析了采用不同有机工质对循环整体性能的影响.与传统的只回收发动机排气余热的热力循环系统相比,文中提出的构型其余热回收效率更高.当采用环戊烷为ORC 工质时,循环系统的整体效率为20 83%;当采用R113为ORC 工质时,循环系统的整体效率为16 51%.关键词:车用发动机;余热回收;新型热力循环;热力学性能中图分类号:T K123 文献标志码:A 文章编号:0253 987X(2009)11 0001 05 A New Combined Thermodynamic Cycle for Waste Heat Recovery of Vehicle Engine H E M aogang,ZH ANG Xinx in,ZEN G Ke (S tate Key Laboratory of M ultiph as e Flow in Pow er Engineering,Xi an Jiaotong University,Xi an 710049,China) Abstract :From the characteristics of w aste heat in ex haust,cooling w ater and lubricant,a new therm ody nam ic cycle fo r w aste heat r ecovery o f vehicle engines w as pro posed.T he present sy s tem consists of tw o cy cles,organic Rankine cycle (ORC)for recov er ing the w aste heat in high temperatur e ex haust and lubricant and Kalina cycle fo r reco ver ing the w aste heat in low tempera tur e coo ling w ater.Based on P R equatio n of state,the thermo dynamic perform ance of the cycle w as theoretically calculated w ith a self w r itten computing prog ram.T hen the overall perform ance of the cycle w ith different o rganic w orking fluids w as analyzed indiv https://www.360docs.net/doc/8115464919.html,pared w ith the conv entional cy cle configuration used fo r only reco ver ing the exhaust heat,the pr esent cycle has higher w aste heat r ecovery efficiency.The ov erall efficiency of the cycle w ith cy clo pentane and R113is 20.83%and 16.51%,r espectively. Keywords :vehicle eng ine;w aste heat r ecovery;new thermodynamic cycle;ther modynam ic per for mance 车用发动机余热利用是提高其燃料利用率的重要研究课题.目前展开的研究工作有利用发动机余热进行温差发电[1]、取暖和吸收式制冷[2 4],以及利用发动机余热做功.利用排气温差的发电技术,能量转换效率很低,实际热电转换效率约为2 12%,而同类装置的转换效率最高也只有10%左右.发动机余热取暖系统无法在发动机停止工作时使用,且在高寒地区使用时对换热元件要求较高.发动机余热吸收式制冷系统则存在单位质量的吸附剂产生的制冷功率小、系统笨重、余热利用率不高等问题.鉴于这两种余热利用方式存在的缺点,利用发动机余热做功已成为发动机余热利用领域新的研究热点.

工程热力学-计算题

1、1kg 氧气置于图所示的气缸内，缸壁能充分导热，且活塞与缸壁无摩擦。初始时氧气压力为0.5Mpa 、温度为27℃。如果气缸长度为2L ，活塞质量为10kg ，试计算拔除销钉后，活塞可能达到的最大速度。氧气的比热容)/(918.0K kg kJ c p ?=，k=1.395， )/(260.0K kg kJ R g ?= 解：取气缸内的氧气为研究对象。根据热力学第一定律W U Q +?=知道，加入系统的热量一部分用于增加系统的热力学能，一部分用于对外做功。根据题意：活塞如果要达到最大速度，那么氧气膨胀过程中吸入的热量全部用于对外做功，所以氧气的热力学能不发生变化。由于氧气可以看作理想气体，而理想气体的热力学能是温度的单值函数，所以氧气膨胀过程为可逆定温膨胀过程。设环境温度为T 0，环境压力为P 0，氧气的质量为m ，活塞的质量为M ，活塞最大速度为V max 。氧气初始状态的压力为P 1，温度为T 1，容积为V 1，氧气膨胀后的容积为V 2，膨胀过程的膨胀功为W 。 V P W MV ?-=02max 2 1 2 11ln V V T R W g = 111T mR V P g = 12V V V -=? 122V V = 所以有：2ln 1T R W g = 110/P T R V P g =? 代入数据：7.38484)2.02(ln )2715.273(2602ln 10211 1012 max =-?+?=-=??p T R P T R V g g s m V /73.87max = 2、空气等熵流经一缩放喷管，进口截面上的压力和温度分别是0.58Mpa 、440K ，出口截面 ℃

发动机原理(热能与动力工程)

发动机原理（Internal Combustion Engine Principles）一、课程基本情况课程编号：（）课程总学时：48 （其中：讲课：44，试验：4）课程学分： 3 课程分类：必修开设学期：春开课单位：工学院车辆与交通工程系适用专业：热能与动力工程所需先修课：工程热力学、流体力学、传热学、发动机构造课程负责人：李淑艳二、课程内容简介发动机原理是热能与动力工程（汽车发动机）专业最重要的一门专业技术基础课。通过本课程的教学和试验环节，使学生具有分析和改进提高发动机性能的基本能力，具有初步进行和组织发动机性能试验的基本能力，从而为学习本专业后续课程和从事本专业工作打下坚实的专业基础。本课程以发动机的性能指标作为主要研究对象，把合理组织热力工作过程，提高整机性能作为中心内容，系统阐明发动机原理的基本理论、基本概念和基本试验方法，并深入到工作过程的各个阶段，分析影响性能指标的各种因素，找出规律，研究提高性能指标的措施与途径。课程主要内容包括发动机的工作性能指标，工作循环分析，充量更换，混合气形成和燃烧，燃料供给与调节，排气污染物的生成机理与控制，工作特性与匹配。重点是研究发动机工作过程，综合分析发动机性能与参数之间的相互关系。 Internal Combustion Engine Principles is a basic professional course of Thermal Energy and Power Engineering (IC engine), and it is the most important course in all major courses of IC engine. Through teaching and testing, enable students to analyze and improve the basic capacity for improving the performance of engine, and be in capacity for organizing the internal combustion engine test, and this could lay the solid professional foundation for follow-up study. The main study objective of this course is engine operating parameters, organizing the working process reasonably and improving engine performance. Then systematically illustrate the basic theory, the basic concept and the testing method of engine. And this could be in the depth of each stage of thermo working process, and analyze various factors of influencing the performance indicators, and identify the general rules

发动机热计算

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