2 - 发展史
2.2 - 热机热力学
2.2.1 - 热机热力学
2.2.1.7 - 燃烧
燃烧按以下两种不同的方式进行:
- - 在往复活塞式热机中作周期性燃烧,并随后每次换气;
- - 在燃气热机中连续燃烧。
周期性的燃烧会带来很多问题。实际上,它必须发生在极短的一瞬间。在四冲程的热机中,其转速为6000转每秒,则其周期为:1/(6000/2/60) = 1/50 = 0.02 秒。
然而,这个周期还包括进气、压缩、做功和排气过程,而燃烧仅在做功过程中发生,它仅能持续:0.02/4 =0.005秒。
在两冲程热机中,上述周期应除以3。
对于均质调节和受控引燃的发动机,引燃阶段在时间上实际是稳定的,它仅取决于混合气体的组成,而释放的热量是取决于燃烧室的结构和引燃点的位置的。
燃烧的速度,取决于火焰的扩散速度、涡旋强度和混合气中未引燃部分的温度变化。
引燃阶段的持续时间是固定的,它发生在膨胀做功阶段前,为了使燃料能在转化为机械功而膨胀做功时将其包含的化学能最大限度的释放,我们必须在其引燃前准备一个装置,以用于调节引燃时刻。
在异质调节的热机中,自动引燃在压缩即将结束时发生。此时燃料被注入到强力压缩的空气中并加热到700至900摄氏度之间。
燃烧将按两步进行,这也表明它确实是一种按照萨巴特循环进行的燃烧:
- - 第一阶段是燃料注入时,引燃开始阶段:它产生了等容热量,按照阿方斯·比奥·德·罗克斯提出的循环进行;
- - 另一阶段在燃烧开始后,燃料注入期间:它产生了等压热量,按照鲁道夫·狄赛尔提出的循环进行。
在燃气轮机类或外燃式发动机内持续进行的燃烧必须是稳定且有规律的。这是我们对此类发动机的主要要求。
2.2.1.8 - 热力学效率
热机的热力学效率取决于其散失热量的数量,即消耗的热量。 它等于:
η = (θ′ - θ′′) / θ′′
| 其中 |
η |
代表效率, |
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θ′ |
带来的热量 |
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θ′′ |
散失的热量。 |
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