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作者刘晓丽,戴武,吴璇璇
出版社北京理工大学出版社有限责任公司
ISBN9787568295376
出版时间2020-11
装帧平装
开本16开
定价75元
货号10992867
上书时间2024-12-26
热机是把燃料的化学能通过燃烧转变为热能,再通过燃烧产物(工质)的膨胀做功把热能转换成机械能的动力机械。热机通常以石化燃料作为能源,在工作过程中需要完成两次能量转化。首先通过燃烧将燃料的化学能转化为热能,再通过工质膨胀将热能转化为机械能。
两次能量转化过程在同一机械设备的内部完成的热机为内燃机;两次能量转化过程分别在两个不同的机械设备内部完成的热机为外燃机。汽油机、柴油机以及燃气轮机同属于内燃机,其工作特点是燃料在发动机内部燃烧并利用产生的高温高压燃气直接做功。从能量转换观点来看,此类机械能量损失小,具有较高的热效率,在尺寸和质量等方面也具有明显优势,如燃气轮机在热机中的单位质量功率最大。蒸汽机和蒸汽轮机同属于外燃机,其工作特点是燃料在锅炉中进行燃烧,水加热后产生高温高压蒸汽,然后利用蒸汽膨胀做功。由于外燃机热能需经中间工质(水蒸气)传递,热损失较大,所以其热效率不高;整个动力装置由锅炉、冷凝器等组成,十分笨重。内燃机在与外燃机竞争中已经取得明显的领先地位。
热机基本上有两种运动形式,即往复式和回转式。对于往复式发动机,工质膨胀做功是通过活塞的往复运动实现的;而回转式发动机是利用高速流动的工质在工作叶轮内膨胀,推动叶轮转动而工作的。往复式发动机是间歇工作的,其工质的最高温度较高;而回转式发动机是连续工作的,受材料热强度的限制,其工质的最高温度不能太高,这就限制了其热效率的进一步提高。
柴油机和汽油机同属往复式内燃机,但又都具有各自的工作特点。柴油机与汽油机的比较如表卜1—1所示。汽油机使用挥发性好的汽油做燃料,采用外部混合法形成可燃混合气,即汽油与空气在气缸外部进气管中的化油器内进行混合;采用电点火(电火花塞点火)。这种工作特点使汽油机不能采用高压缩比,因而限制了汽油机的经济性不能大幅度提高,也不允许作为船舶发动机使用(汽油的火灾危险性大)。但它工作柔和平稳、噪声低、比质量小,因而广泛应用于轿车和轻型运输车辆。
柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机。柴油机使用挥发性较差的柴油或劣质燃料油做燃料;采用内部混合法形成可燃混合气,即燃油与空气的混合发生在气缸内部;采用压缩发火(靠缸内空气被压缩后形成的高温使可燃混合气自行发火)。这些特点使柴油机在热机领域内具有最高的热效率(50%左右),因而应用十分广泛。
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