热工总复习09

1、1总结复习总结复习 考试题型考试题型：填空、名词解释、简答、计填空、名词解释、简答、计算与分析算与分析 比例：工程热力学与传热学比例：工程热力学与传热学 40%；发动发动机原理机原理60% 复习要求：复习要求：1）通读教材讲过的内容）通读教材讲过的内容 2）掌握基本概念和定律）掌握基本概念和定律 3）进行指定的习题训练）进行指定的习题训练2第一章第一章 工程热力学部分工程热力学部分概念：概念： 工质、开口系统与闭口系统、工质、开口系统与闭口系统、 压力和比容压力和比容 功与热量，熵功与热量，熵 焓焓3热力学第一定律热力学第一定律 概念：热力学能（内能）与总能、膨胀功、热力学能（内能）与总能、膨

2、胀功、推动功与流动功、推动功与流动功、焓、技术功与轴功、焓、技术功与轴功、技术技术功与膨胀功的关系功与膨胀功的关系 热力学第一定律的表达式热力学第一定律的表达式闭口系统：闭口系统： q= u2 u1 + w= u + w dq=du+dw= du+pdv 开口系统：开口系统： q=h q=h2 2h h1 1+ +w wt t= =h h+ +w wt t dq=dh+dwt= dh-vdp 4理想气体的热力性质理想气体的热力性质 概念：理想气体与实际气体概念：理想气体与实际气体 、比热容、比热容 绝对湿度、相对湿度、含湿量绝对湿度、相对湿度、含湿量 理想气体状态方程式理想气体状态方程式 pv

3、=RgT 定压比热容、定容比热容与气体常数定压比热容、定容比热容与气体常数Rg 绝热指数之间的关系绝热指数之间的关系 ：cp0/cv0=k, R= cp0- cv0 _ cv0=Rg/(k-1), cp0=Rgk/(k-1)k=1+Rg/ cv05理想气体的热力性质理想气体的热力性质热力学能、焓和熵变的计算热力学能、焓和熵变的计算 u=CvT h = CpT6理想气体热力过程理想气体热力过程 四种基本热力过程和基本热力过程和多变过程多变过程 pv n=常数 参数计算1 1） 过程方程式过程方程式2 2） 状态参数间的关系状态参数间的关系p p、v v、T T间的关系间的关系3 3） 热力学能、

4、焓、熵变化热力学能、焓、熵变化4 4） 功（技术功和过程功）热量的计算功（技术功和过程功）热量的计算5 5） 过程比热容过程比热容 四种基本热力过程和基本热力过程和多变过程多变过程 p-v图及图及T-s图图 利用利用p-vp-v图及图及T-ST-S图定性分析比较热力过程图定性分析比较热力过程 熟悉各种参数在坐标图上的变化规律熟悉各种参数在坐标图上的变化规律7热力学第二定律热力学第二定律 概念：热机循环、热机循环、 循环净功与循环净热循环净功与循环净热 循环热效率、循环热效率、 卡诺循环及其热效率、卡诺循环及其热效率、 循环的平均吸热温度和平循环的平均吸热温度和平均放热温度均放热温度 8 分析与

5、计算分析与计算1 1）热力学第二定律表述：克劳修斯表述法）热力学第二定律表述：克劳修斯表述法与开尔文说法与开尔文说法2 2）循环及热效率的计算）循环及热效率的计算9第二章第二章 气体流动过程气体流动过程 概念：马赫数、亚音速与超音速概念：马赫数、亚音速与超音速 气体一维稳定流动基本方程气体一维稳定流动基本方程10发动机原理部分发动机原理部分基本概念：基本概念： 循环热效率、指示热效率、机械效率、循环热效率、指示热效率、机械效率、指示功、平均指示压力指示功、平均指示压力 、指示功率、指示功率、指示燃料消耗率指示燃料消耗率第一章第一章 发动机性能发动机性能11平均有效压力、有效功率、有效扭矩、平均

6、有效压力、有效功率、有效扭矩、有效热效率、有效燃料消耗率有效热效率、有效燃料消耗率升功率、比质量、强化系数升功率、比质量、强化系数影响动力、经济性能指标的环节与因素：影响动力、经济性能指标的环节与因素：12第二章发动机换气过程第二章发动机换气过程基本要求：基本要求：1 1、掌握充气效率的概念、掌握充气效率的概念2 2、掌握充气效率解析式、掌握充气效率解析式3 3、分析充气效率解析式，理解影响因素、分析充气效率解析式，理解影响因素基本概念：基本概念：配气相位、换气损失、泵气损失、配气相位、换气损失、泵气损失、充气效率、残余废气系数、进气马赫数充气效率、残余废气系数、进气马赫数13第三章燃料与燃烧

7、第三章燃料与燃烧 基本要求：基本要求：1、掌握汽、柴油的常用理化特性、掌握汽、柴油的常用理化特性2、掌握、掌握汽油机、柴油机工作模式的差异汽油机、柴油机工作模式的差异3、认识预混合燃烧和扩散燃烧是内燃机最基本的、认识预混合燃烧和扩散燃烧是内燃机最基本的两种燃烧方式两种燃烧方式 基本概念：基本概念：十六烷值、辛烷值、空燃比、过量空气系数十六烷值、辛烷值、空燃比、过量空气系数14第四章汽油机混合气的形成与燃烧第四章汽油机混合气的形成与燃烧 基本要求：基本要求：1 1、掌握汽油机的正常燃烧过程、掌握汽油机的正常燃烧过程2 2、掌握汽油机的不正常燃烧（爆燃）及影响因素、掌握汽油机的不正常燃烧（爆燃）及

8、影响因素3 3、掌握汽油电控喷射的混合气形成过程及控制方法、掌握汽油电控喷射的混合气形成过程及控制方法4 4、掌握空气流量计、氧传感器工作原理、掌握空气流量计、氧传感器工作原理5 5、掌握汽油机燃烧室的基本要求、掌握汽油机燃烧室的基本要求基本概念：基本概念： 着火延迟期、压力升高率、爆燃着火延迟期、压力升高率、爆燃15第五章柴油机混合气的形成和燃烧第五章柴油机混合气的形成和燃烧 基本要求：基本要求：1、掌握柴油机燃烧过程、掌握柴油机燃烧过程2、掌握柴油喷射过程以及、掌握柴油喷射过程以及供油规律与喷油规律供油规律与喷油规律的的不同不同3 3、掌握直喷式燃烧室柴油机的性能特点、掌握直喷式燃烧室柴油

9、机的性能特点4 4、掌握分隔式燃烧室柴油机的性能特点、掌握分隔式燃烧室柴油机的性能特点 基本概念：基本概念：着火延迟期（滞燃期）、着火延迟期（滞燃期）、压力升高率、瞬时放热瞬时放热速率、累积放热百分比、燃烧放热规律三要素速率、累积放热百分比、燃烧放热规律三要素16 喷油控制三要素喷油控制三要素（燃油喷入量、喷油时间、油燃油喷入量、喷油时间、油束的空间形态）束的空间形态） 喷雾特性喷雾特性 1贯穿距离贯穿距离 2喷雾锥角喷雾锥角 3喷喷雾粒径雾粒径 喷油特性喷油特性( (规律规律) ) 1 1、开始喷油时间、开始喷油时间 2 2、喷油持、喷油持续期续期 3 3、喷油速率变化、喷油速率变化 4 4

10、、喷油压力、喷油压力 进气涡流和压缩涡流、挤流进气涡流和压缩涡流、挤流17第六章第六章 发动机特性发动机特性 基本要求：基本要求：1 1、掌握发动机工况的概念、掌握发动机工况的概念2 2、掌握、掌握发动机运行特性发动机运行特性速度特性、负荷特性、全速度特性、负荷特性、全特性（万有特性）会进行数据处理和画图特性（万有特性）会进行数据处理和画图3、掌握掌握柴油机速度特性的调节与校正柴油机速度特性的调节与校正4、掌握掌握发动机特性曲线的分析发动机特性曲线的分析5、认识发动机调整特性（除柴油机调速特性外还有）、认识发动机调整特性（除柴油机调速特性外还有） 基本概念：基本概念： 速度特性、外特性、速度特

11、性、外特性、转矩储备系数转矩储备系数 、转速储备系数、转速储备系数、负荷特性、万有特性、负荷特性、万有特性、调速特性、调速特性、稳定调速率、瞬稳定调速率、瞬时调速率、不灵敏度时调速率、不灵敏度18第八章增压1、增压器原理2、基本概念19第九章曲柄连杆机构基本概念：20 原理部分原理部分 第一章第一章 1、指示指标、有效指标？、指示指标、有效指标？ 2、运转因素如何影响、运转因素如何影响m的？图示分析。的？图示分析。 如：在发动机速度特性图上，平均有效压力最高点对如：在发动机速度特性图上，平均有效压力最高点对应的平均指示压力是否也最高？为什么？应的平均指示压力是否也最高？为什么？ 如图已画出平均

12、有效压力、机械损失功率速度特性如图已画出平均有效压力、机械损失功率速度特性曲线，请在图上示意地画出有效功率曲线，标出平均曲线，请在图上示意地画出有效功率曲线，标出平均指示压力最高点和最低点，并用公式说明。指示压力最高点和最低点，并用公式说明。21 第二章第二章 3、充气效率？、充气效率？ 4、运转因素如何影响、运转因素如何影响v的？对汽、柴油机的影响有何的？对汽、柴油机的影响有何不同？图示分析。不同？图示分析。 对于应用可变配气相位技术的发动机，高速时进气门对于应用可变配气相位技术的发动机，高速时进气门迟闭角（增大、减小）迟闭角（增大、减小） 对于应用可变进气管长度的发动机，高速时进气管对于应

13、用可变进气管长度的发动机，高速时进气管（细长、短粗）（细长、短粗） 示意地画出柴油机充气效率的速度特性，并说明转速示意地画出柴油机充气效率的速度特性，并说明转速对采用半开式燃烧室和涡流室燃烧室的柴油机充气效对采用半开式燃烧室和涡流室燃烧室的柴油机充气效率的影响有何不同？率的影响有何不同？22 第三章第三章 5、辛烷值、辛烷值指数、十六烷值、空、辛烷值、辛烷值指数、十六烷值、空燃比、过量空气系数燃比、过量空气系数 6、汽、柴油分级方式？十六烷值越大，、汽、柴油分级方式？十六烷值越大，柴油的自燃性（越好、越差），柴油的柴油的自燃性（越好、越差），柴油的蒸发性（好、差）蒸发性（好、差） 7、过量空气

14、系数的计算？、过量空气系数的计算？23 第四章第四章 8、着火落后期、压力升高率的影响因素？、着火落后期、压力升高率的影响因素？ 汽油机着火落后期的影响因素有哪些？汽油机着火落后期的影响因素有哪些？并说明它是如何影响压力升高率的？并说明它是如何影响压力升高率的？ 9、点火提前角调整特性？、点火提前角调整特性？24 第五章第五章 14、着火落后期、压力升高率的影响因素？、着火落后期、压力升高率的影响因素？ 15、喷油延迟角的影响因素？、喷油延迟角的影响因素？ 16、供油规律、喷油规律、瞬时放热规律、累积放热、供油规律、喷油规律、瞬时放热规律、累积放热百分比、油泵速度特性、喷油控制三要素（燃油喷入

15、百分比、油泵速度特性、喷油控制三要素（燃油喷入量、喷油时间、油束的空间形态）、喷雾特性量、喷油时间、油束的空间形态）、喷雾特性 （ 1贯穿距离贯穿距离 2喷雾锥角喷雾锥角 3喷雾粒径）、喷油喷雾粒径）、喷油特性特性(规律规律) （ 1、开始喷油时间、开始喷油时间 2、喷油持续期、喷油持续期 3、喷油速率变化喷油速率变化 4、喷油压力）、进气涡流和压缩涡流、喷油压力）、进气涡流和压缩涡流、挤流？挤流？ 17、深坑型半开式燃烧室通常配用（孔式、轴针式喷、深坑型半开式燃烧室通常配用（孔式、轴针式喷油器），空气利用率（较好、较差），其性能对转速油器），空气利用率（较好、较差），其性能对转速变化（敏感、

16、迟钝），热效率（较好、较差）。变化（敏感、迟钝），热效率（较好、较差）。 18、分隔式燃烧室常用于（大型低速、小型高速）发、分隔式燃烧室常用于（大型低速、小型高速）发动机。动机。25 第六章第六章 19、工况、速度特性、负荷特性、冒烟界限、工况、速度特性、负荷特性、冒烟界限、万有特性、调速特性、扭矩储备系数、转速储万有特性、调速特性、扭矩储备系数、转速储备系数、调整特性、运行特性？备系数、调整特性、运行特性？ 20、速度特性、负荷特性分析？、速度特性、负荷特性分析？ 21、汽、柴油机速度特性主要受控于（充气效、汽、柴油机速度特性主要受控于（充气效率、循环油量）率、循环油量） 22、两极调速器作

17、用点（连续变化、间歇变化）、两极调速器作用点（连续变化、间歇变化） 车用发动机和发电用发动机万有特性图上等车用发动机和发电用发动机万有特性图上等油耗线分别有何要求？油耗线分别有何要求？ 如图为某汽油机的油耗特性线，试用有关过程如图为某汽油机的油耗特性线，试用有关过程参数图示分析它的变化趋势，并说明车用发动参数图示分析它的变化趋势，并说明车用发动机应具有怎样的油耗线较好。机应具有怎样的油耗线较好。26 第八章第八章 增压器原理与涡轮机原理增压器原理与涡轮机原理 22、已知压比、初温。求绝热效率、已知压比、初温。求绝热效率 23、已知废气总的热焓、涡轮的热效率、已知废气总的热焓、涡轮的热效率、压气

18、机绝热效率、增压器机械效率、进压气机绝热效率、增压器机械效率、进气温度，求压比。气温度，求压比。27 第九章第九章 24、基本概念：、基本概念： 1）平衡轴用来平衡什么，平衡重用来平）平衡轴用来平衡什么，平衡重用来平衡什么？衡什么？ 2）主谐量、次主谐量：如四冲程四缸机）主谐量、次主谐量：如四冲程四缸机的主谐量阶次？的主谐量阶次？28已知：某六缸四冲程汽油机功率混合比为已知：某六缸四冲程汽油机功率混合比为0.9,经济混合比为经济混合比为1.03,工作容积为工作容积为Vs=1L,标定转速为标定转速为ne=3000r/min,部分负荷转速为部分负荷转速为n1=1600r/min,充气效率分别充气效

19、率分别为为v=0.85和和v1=0.80,空气密度为空气密度为=1.25kg/m3，汽油的当量空气量，汽油的当量空气量L0=14.7。1)试分别求出两工况下的空气流量试分别求出两工况下的空气流量G(kg/h)和燃油流量和燃油流量B(kg/h);2)若标定功率为若标定功率为Pe=150kw,燃料低热值燃料低热值H=44100kJ/kg，标定工况机械效率为，标定工况机械效率为m=0.8,求标定工况的指示热效率求标定工况的指示热效率i? 3544. 08 . 02835. 02835. 010441003 .2876 . 3106 . 3/3 .287101501 .4310)2/6 .197 .1

20、403. 1288/1 .437 .149 . 0570/28810460160025. 180. 0162/57010460300025. 185. 01622) 1:663301110313meieeeevsHbhkwgPeBbhkgLGBhkgLGBhkgGhkgniVG解29 已知：某六缸四冲程汽油机功率混合比为已知：某六缸四冲程汽油机功率混合比为0.9,经济混合比为经济混合比为1.03,工作容积为工作容积为Vs=1L,标定转速为标定转速为ne=3000r/min,部分负荷转速为部分负荷转速为n1=1600r/min,充气效率分别为充气效率分别为v=0.85和和v1=0.80,空气密度

21、为空气密度为=1.25kg/m3。 1)试分别求出两工况下的燃油流量试分别求出两工况下的燃油流量B(kg/h); 2)若标定工况的有效热效率若标定工况的有效热效率e=0.28 ，燃料低热值，燃料低热值H=44100kJ/kg，求标定功率求标定功率Pe? 30 现有某废气涡轮增压柴油机采用恒压系统现有某废气涡轮增压柴油机采用恒压系统,压气机的压压气机的压缩过程如图所示，为可逆绝热过程，为实缩过程如图所示，为可逆绝热过程，为实际压缩过程，压气机实际耗功际压缩过程，压气机实际耗功已知已知:T1=300K,=2.0,对于空气有对于空气有k=1.4,R=0.2871kJ/(kg.k) 。 求压气机的绝热

22、效率求压气机的绝热效率；75. 08866/661214 . 1300287. 04 . 111:4 . 114 . 111cskkkswwkgkJkkRTw绝热效率为定熵过程功为解 31已知：某汽油机的气缸数目已知：某汽油机的气缸数目i=6i=6，冲程数，冲程数=4=4，气缸直径，气缸直径D=100mmD=100mm，冲程冲程S=115mmS=115mm， 排量排量V V6L6L，转速，转速n=3000r/minn=3000r/min，有效功率，有效功率PePe=100kW=100kW，每小时耗油量，每小时耗油量B=32kg/hB=32kg/h，燃料低热值，燃料低热值h h=44100kJ/

23、kg=44100kJ/kg，机械效率，机械效率m m=0.83=0.83。求：平均有效压力。求：平均有效压力p pmeme，有，有效扭矩效扭矩T Ttqtq，有效燃料消耗率，有效燃料消耗率b be e，有效热效率，有效热效率e e，升功率，升功率P PL L，机械损，机械损失功率失功率P Pm m，平均机械损失压力，平均机械损失压力p pmmmm，指示功率，指示功率P Pi i，平均指示压力，平均指示压力p pmimi，指示燃料消耗率指示燃料消耗率b bi i，指示热效率，指示热效率i i。 2551. 010441003206 . 3106 . 3)4/3201000100321000)33

24、 .318300010095509550)27 . 03000641003030) 166hbhkwgPBbNmnPTMPaiVnPpeeeeetqseme解：hkwgbbkwPkwPPLkwiVPPmeimmmeiseL/26583. 0320)848.2010048.120)748.12083. 0100)6/67.166100)532 某活塞式内燃机定容加热理想循环，压缩比某活塞式内燃机定容加热理想循环，压缩比 = 10 = 10，气体在压缩冲程起点的状态是气体在压缩冲程起点的状态是 p pl = 100 kPa l = 100 kPa 、 t tl = 35 l = 35 。加热过程中

25、气体吸热。加热过程中气体吸热 650 kJ650 kJkgkg。假定比热容为定。假定比热容为定值，且值，且c cp = 1 . 005 kJp = 1 . 005 kJ(kg(kgK) K) 、 = 1 . 4 = 1 . 4 ，试求：，试求： ( 1 ( 1 ）循环热效率，并与卡诺循环热效率作比较；）循环热效率，并与卡诺循环热效率作比较； ( 2 ( 2 ）平均有效压力。平均有效压力。 解：（解：（1 1）循环热效率）循环热效率KkgkJcRpg287. 0005. 14 . 114 . 11 kgmPaKKkgJpTRvg3331118844. 01010015.2733510287. 0

26、33602. 010111114 . 11tkgmvv3120884. 0108844. 034同样高低热源下的卡诺循环效率为tHLcKKTT602. 0816. 02 .167915.30811（1）平均有效压力kPakgmkgmkgkJvvqvvwVWptnethnetme6 .4910884. 08844. 0602. 0650332112135 1mol 理想气体,从状态1经定压过程达状态2,再经定容过程达状态3,另一过程为经1-3直接达3(见图),1-3为直线.已知:试证明:2312112,3,300,1 . 0ppvvKTMPap 1323121323122;1sssQQQ36)(

27、)() 1:322332211221bWUUQaWUUQ由热一律证明21313113312113322132:,)()()( , 0,32WWvpdWUUQcWUUQQbaW显见功过程线下面积代表过程图上在而两式相加得为定容过程因373132212131111111212111111113313123332221QQQWWvpvvpvvpWvpvvppvvppW所以或)(2ln3ln)/(2lnlnln32)(3lnlnln21 )23221232332121221kmolJCCsskmolJCppCTTCskmolJCvvCTTCsvpvvvppp为定容过程为定压过程383132211313

28、31)(3ln2lnlnlnssskmolJCCvvCppCspvpv所以由此也间接说明熵是状态参数39 设有一由两个定温过程和两个定压过程组成的循设有一由两个定温过程和两个定压过程组成的循环环,如图所示。工质加热前的状态为如图所示。工质加热前的状态为T1=300K,p1=0.1Mpa，定压加热到，定压加热到T2=1000K，再，再在定温下吸入在定温下吸入400kJ/kg的热量。试计算的热量。试计算循环的循环的热效率，热效率，同温限间的卡诺循环同温限间的卡诺循环将循环表示在将循环表示在p-v图上。设工质的比热容为图上。设工质的比热容为Cp=1.004kJ/(kg.K)4021231414231

29、2121243431411423223,lnlnTTqqvvvvTTvvTTTTvvvvRTqvvRTq又功量定温过程的热量等于其41极限回热循环与同温限卡诺循环效率相等42某系统经历了四个热力过程组成的循环,试填下表所缺之数据热力过程Q/kJW/kJU/kJ1-22-33-44-1热效率43闭口系中实施以下过程，试填补表中空缺数据过程序号44 一卡诺机工作在一卡诺机工作在800和和20的两热源间。的两热源间。(1)试求卡诺机的热效率；试求卡诺机的热效率；(2)若卡诺机每分若卡诺机每分钟从钟从 高温热源吸人高温热源吸人1000kJ热量，此卡诺机热量，此卡诺机净输出功率为多少净输出功率为多少kw，(3)求每分钟向低温求每分钟向低温热源排出的热量。热源排出的热量。 45 两卡诺机两卡诺机A、B串联工作。串联工作。A热机在热机在627下得到热量，并对下得到热量，并对温度为温度为T的热源放热。的热源放热。B热机从温度为热机从温度为T的热源吸收的热源吸收A热机排热机排出的热量，并向出的热量，并向27的冷源放热。在下述情况下计算温度的冷源放热。在下述情况下计算温度T： (1)二热机输出功相等；二热机输出功相等； (