1、工程熱力學Engineering Thermodynamics北京航空航天大學第十章 動力循環n回熱循環和再熱循環n熱電循環n內燃機循環n燃氣輪機循環n空氣制冷循環熱力裝置動力裝置動力裝置：將熱量通過能量的傳遞和轉換，轉變成人們所：將熱量通過能量的傳遞和轉換，轉變成人們所 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以使系統溫度提高到所：將熱量不斷地傳給系統以使系統溫度提高到所 要求的某一高于環境溫度的水平，并使該系統要求的某一高于環境溫度的水平，并使該系統 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排向環境以使系統溫度降：將熱量不斷地從系統排向

2、環境以使系統溫度降 低到所要求的某一低于環境溫度的水平，并使低到所要求的某一低于環境溫度的水平，并使 該系統溫度保持不變的裝置。該系統溫度保持不變的裝置。121net1qqqwt212net2qqqwqt211net1qqqwqt正循環正循環逆循環逆循環逆循環逆循環研究內容和研究方法研究內容：分析各種循環的熱力性能，揭示能量利用的研究內容：分析各種循環的熱力性能，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。工程熱力學工程熱力學研究方法研究方法：先對實際動力循環進行：先對實際動力循環進行

3、抽象抽象和和理想理想化化，形成各種理想循環進行分析，最后進行，形成各種理想循環進行分析，最后進行修正修正。1、將實際循環抽象和簡化為理想循環、將實際循環抽象和簡化為理想循環簡化程序是：先繪制出工質的工作流程簡圖，然后根據每一設備的工簡化程序是：先繪制出工質的工作流程簡圖，然后根據每一設備的工作特點，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。研究內容和研究方法2、將簡化好的理想可逆循環表示在、將簡化好的理想可逆循環表示在p-v圖和圖和T-s圖上圖上3、對理想循環進行分析和計算、對理想循環進行分析和計算 4、定性分析各主要參數對

4、理想循環的吸熱量、放熱量、定性分析各主要參數對理想循環的吸熱量、放熱量、 凈功量的影響，進而分析對循環熱效率的影響，并提凈功量的影響，進而分析對循環熱效率的影響，并提 出提高熱效率的措施。出提高熱效率的措施。5、對理想循環的計算結果引入必要的修正、對理想循環的計算結果引入必要的修正 6、對實際循環進行熱力學第二定律分析、對實際循環進行熱力學第二定律分析 燃氣輪機循環簡單燃氣輪機簡單燃氣輪機定壓加熱循環定壓加熱循環Brayton循環循環Brayton循環熱效率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循環熱效率的途徑改變循環參數改變循環參數改變循環形式改變循環形式回熱回熱再熱再熱111tkk 多級壓縮，中間冷卻多級壓縮，中間冷卻增壓比對循環凈功量的影響增壓比對循環凈功量的影響布雷頓循環的凈功量：布雷頓循環的凈功量：142321netTTcTTcqqwpp11121334131121413121netTTTTTTTTTcTTTTTTTcqqwpp1111net/pTcw13TT12opt/213maxnet,TTcwp空氣壓縮制冷循環Brayton逆循環逆循環空氣壓縮制冷循環制冷系數2212p14

6、23p23p1414()1()()1qqwqqc TTTTc TTc TTTT1133221144232141kkkkpTTpTppTTTTTTT112211111kkTpTp12，34為定熵過程：為定熵過程：增壓比越小，制冷系數越大，增壓比越小，制冷系數越大，循環中單位工質的制冷量也循環中單位工質的制冷量也越小。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？噴管設計問題，可

7、以按設計步驟進行噴管設計問題，可以按設計步驟進行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，一漸縮噴管經一可調閥門與空氣罐連接。氣罐中參數恒定為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（假設無阻力），求流經噴管的空氣流量qm1是多少？ （2）關小閥門A，使空氣經閥門后壓力降為150kPa，求流經噴管的空氣流量qm2 ，以及因節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，