工程热力学第十章_第27-28节

1、工程热力学Engineering Thermodynamics北京航空航天大学第十章 动力循环n回热循环和再热循环n热电循环n内燃机循环n燃气轮机循环n空气制冷循环热力装置动力装置动力装置：将热量通过能量的传递和转换，转变成人们所：将热量通过能量的传递和转换，转变成人们所 需要的功的装置。需要的功的装置。热泵装置热泵装置：将热量不断地传给系统以使系统温度提高到所：将热量不断地传给系统以使系统温度提高到所 要求的某一高于环境温度的水平，并使该系统要求的某一高于环境温度的水平，并使该系统 温度保持不变。温度保持不变。制冷装置制冷装置：将热量不断地从系统排向环境以使系统温度降：将热量不断地从系统排向

2、环境以使系统温度降 低到所要求的某一低于环境温度的水平，并使低到所要求的某一低于环境温度的水平，并使 该系统温度保持不变的装置。该系统温度保持不变的装置。121net1qqqwt212net2qqqwqt211net1qqqwqt正循环正循环逆循环逆循环逆循环逆循环研究内容和研究方法研究内容：分析各种循环的热力性能，揭示能量利用的研究内容：分析各种循环的热力性能，揭示能量利用的完完善程度善程度和和影响其性能的主要因素影响其性能的主要因素，给出评价和，给出评价和改进这些装置热力性能的方法。改进这些装置热力性能的方法。工程热力学工程热力学研究方法研究方法：先对实际动力循环进行：先对实际动力循环进行

3、抽象抽象和和理想理想化化，形成各种理想循环进行分析，最后进行，形成各种理想循环进行分析，最后进行修正修正。1、将实际循环抽象和简化为理想循环、将实际循环抽象和简化为理想循环简化程序是：先绘制出工质的工作流程简图，然后根据每一设备的工简化程序是：先绘制出工质的工作流程简图，然后根据每一设备的工作特点，将其中的实际工作过程用近似地或等效的可逆过程来表征。作特点，将其中的实际工作过程用近似地或等效的可逆过程来表征。研究内容和研究方法2、将简化好的理想可逆循环表示在、将简化好的理想可逆循环表示在p-v图和图和T-s图上图上3、对理想循环进行分析和计算、对理想循环进行分析和计算 4、定性分析各主要参数对

4、理想循环的吸热量、放热量、定性分析各主要参数对理想循环的吸热量、放热量、 净功量的影响，进而分析对循环热效率的影响，并提净功量的影响，进而分析对循环热效率的影响，并提 出提高热效率的措施。出提高热效率的措施。5、对理想循环的计算结果引入必要的修正、对理想循环的计算结果引入必要的修正 6、对实际循环进行热力学第二定律分析、对实际循环进行热力学第二定律分析 燃气轮机循环简单燃气轮机简单燃气轮机定压加热循环定压加热循环Brayton循环循环Brayton循环热效率41t321TTTT 411322111TTTTTT 112221111111tkkTTTpTp 1133224411kkkkTppTTp

5、pT因为：12，34为定熵过程所以：定义压比：定义压比：21pp111tkk 提高Brayton循环热效率的途径改变循环参数改变循环参数改变循环形式改变循环形式回热回热再热再热111tkk 多级压缩，中间冷却多级压缩，中间冷却增压比对循环净功量的影响增压比对循环净功量的影响布雷顿循环的净功量：布雷顿循环的净功量：142321netTTcTTcqqwpp11121334131121413121netTTTTTTTTTcTTTTTTTcqqwpp1111net/pTcw13TT12opt/213maxnet,TTcwp空气压缩制冷循环Brayton逆循环逆循环空气压缩制冷循环制冷系数2212p14

6、23p23p1414()1()()1qqwqqc TTTTc TTc TTTT1133221144232141kkkkpTTpTppTTTTTTT112211111kkTpTp12，34为定熵过程：为定熵过程：增压比越小，制冷系数越大，增压比越小，制冷系数越大，循环中单位工质的制冷量也循环中单位工质的制冷量也越小。越小。例1n由不变气源来的压力p1=1.5MPa，温度t1=27的空气，流经一喷管进入压力保持在pb=0.6MPa的某装置中，若流过喷管的流量为3kg/s，来流速度可忽略不计，试设计该喷管？若来流速度cf1=100m/s，其他条件不变，则喷管出口流速及截面面积为多少？喷管设计问题，可

7、以按设计步骤进行喷管设计问题，可以按设计步骤进行0crcr0bppvpp选渐缩喷管选渐缩喷管0crcr0bppvpp选缩放喷管选缩放喷管例2n如图所示，一渐缩喷管经一可调阀门与空气罐连接。气罐中参数恒定为pa=500kPa，温度ta=43，喷管外大气压力pb=100kPa，温度为t0=27，喷管出口截面面积为68cm2。空气的Rg=287J/(kgK)，=1.4。 试求：（1）阀门A完全开启时（假设无阻力），求流经喷管的空气流量qm1是多少？ （2）关小阀门A，使空气经阀门后压力降为150kPa，求流经喷管的空气流量qm2 ，以及因节流引起的作功能力损失为多少？并将此流动过程及损失表示在T-S图上例3n两个质量相等、比热容相同且为定值的物体，A物体初温为Ta，B物体初温为Tb，