6140Q型柴油机热力计算资料
课程设计
6140Q型柴油机热力计算
学院机械工程学院班级热力1213 姓名学号
成绩指导老师郑剑铭陆小明
2016年1月23日
目录
1 柴油机已知参数------------------------------------------1 2选取参数-------------------------------------------------1 3进气过程参数---------------------------------------------
2 4工作介质参数---------------------------------------------2 5压缩过程参数---------------------------------------------
3 6燃烧过程参数---------------------------------------------3 7膨胀过程参数---------------------------------------------5 8经济技术指标---------------------------------------------5 9示功图的绘制---------------------------------------------7
1柴油机已知参数 6140Q 柴油机
1.缸径 140D mm =
2.行程 160S mm =
3.缸数 6i =
3.转速 1800/min n r =
4.标定功率 15
5.2e P kW =
5.压缩比 19ε=
6.排量 14.78h V L =
7.大气压力及温度 00.1p MPa = 0293T k =
8.燃料平均重量成分 0.86C = 0.13H =0.01O =
9.燃料低热值 43995/QH kJ kg = 10.燃烧室形式 球形
2 选取参数
根据本机特点机柴油机一般参考资料选取参数如下：
1. 过量空气系数 1.2α=
2. 平均压缩多变指数 1 1.38n =
3. 平均膨胀多变指数 2 1.21n =
4. 机械效率 0.70m η=
5. 示功图丰满系数 0.94n φ=
6. 由缸壁对冲量加热热引起的温升 20T K ?=
7. 排起终点温度 700Tr K = 8. 燃烧终点热量利用系数 0.70z ξ= 9. 进气终点压力 0.083Pa MPa = 10.排气终点压力 Pr 0.108MPa = 11. 最高燃烧压力 6.8z P MPa =
3 进气过程参数
（1） 充气系数 0
000010.761a a r T P P p v T T
P P P ηε??
??=
--=?? ?+?-????
（2） 残余废气系数 00.0329r
r a r
T T P T P P γε+?=
?=- （3） 进气终点温度 0335.301r
a T T T T K γγ
+?+==+
4 工作介质参数
（1） 理论所需空气量0L
010.495kmolair/kgfuel 0.2112432C H O L ??
=
+-= ???
（2） 新鲜充量的分量r M
00.593kmolair/kgfuel r M L α== （3） 相当于1α
=时的燃烧产物分量0M
000.790.5274kmolair/kgfuel 122
C H
M L =
++= （4） 当 1.2α
=时的过量空气分量为()01L α-
()010.0989kmolair/kgfuel L α-= （5） 当 1.2α
=时燃烧产物的总量2M
()20010.6263kmolair/kgfuel M M L α=+-=
（6） 理论莫尔变更系数0μ
2
0 1.055r
M M μ=
= （7） 实际莫尔变更系数μ
0 1.0531μ?
μ?
+=
=+
5压缩过程参数 （1） 压缩终点压力c P
1 4.83n c a P P MPa ε==
（2） 压缩终点温度c T
11995.95n c a T T K ε-==
（3） 压力升高比λ
1.4079z
c
P P λ=
=
6燃烧过程参数 （1） 燃烧终点温度z T
根据热力学第一定律，在燃烧阶段燃料放出的有效热量等于气缸内气体内能的增加及所作机械功的和，可推导得燃烧方程式:
()
()()()121.986524 1.9861u
c v z v m m r H t c t c M ξμλλμμμ?????+++-=+????+
其中()1v m c μ，()2v m c μ分别为燃烧始点c 及终点z 的气体平均定容摩尔比热。
为了便于使用《柴油机设计手册》中图3-2，以()()
1.986v p m m
c c μμ=-关
系式代入上式中，经整理后得:
()()()()()121
1.98615241u z p c m r p m H t c t M c ξμλλμ?μμ??????=++-+-????+????
当使用公式求解z t 时，因
()
2p m c μ随z t 而变，如假定一个z t
值，由《柴油机设计
手册》中图3-2根据z t 及α值找出
()
2p m c μ，代入原式中，若方程式两边之值相
等，则表示所取的z t 值是正确的。否则应重复进行直至符合为止。因此，最终求得
2309z T K =
（2） 初期膨胀比ρ
1.734z
c
T T μρλ=
?=
7 膨胀过程参数
（1） 后期膨胀比 10.96ε
δρ
=
=
（2） 膨胀终点的压力b P
2
0.51z
b P P MPa n δ=
= （3） 膨胀终点的温度b T
21()1396.645n b z T T K ρε
-==
8 经济技术指标
（1） 理论平均指示压力i P '
()2111211111()1 1.034111n c i n P P MPa n n λρρλρεεε--??????'=-+---=?? ???---??????
（2） 实际平均指示压力i p
'0.972i i n p P MPa φ==
（3） 指示热效率i η
8.314
0.420r i i V M P T QH p ηη==?
（4） 指示燃油消耗率i b
63200
150.5/()i i
b g kw h η=
=
（5） 有效效率e η 0.294e i m ηηη== （6） 实际燃油消耗率e b
63200
215.0/()e e
b g kw h η=
=
（7） 平均有效压力e p 0.680e i m p P MPa η==
（8） 有效功率e P 172.56120
e h e PV in P =
=
9 示功图的绘制
（1） 计算单缸排量h V 及其各终点容积a V ，c V ，z V :
2/4 2.82/(1)0.1572.983/0.272h c h a b c z b V s D L V V L V V V L V V L
εεδ=∏==-======
（2） 计算压缩线和膨胀线上任意点功率:
1
2
()
(
)n a cx a cx n z bx z bx
V P P V V P P V ==
（3） 绘制示功图:
序号 cx V cx p 1 0.272 2.261 2 0.550 0.856 3 0.820 0.493 4 1.090 0.333 5 1.360 0.245 6
1.630 0.191 7
1.900 0.155 8
2.170 0.129 9 2.440 0.110 10
2.983
0.083
表1 压缩线上取点
序号 bx V bx p 1 0.272 6.8 2 0.550 2.901 3 0.820 1.789 4 1.090 1.268 5 1.360 0.970 6 1.630 0.779 7 1.900 0.647 8 2.170 0.551 9 2.440 0.478 10 2.983
0.375
表2膨胀线上取点
工程热力学的公式大全
工程热力学公式大全 1.梅耶公式: R c c v p =- R c c v p 0''ρ=- 0R MR Mc Mc v p ==- 2.比热比: v p v p v p Mc Mc c c c c ===''κ 1-= κκR c v 1 -=κnR c p 外储存能: 1． 宏观动能: 221mc E k = 2． 重力位能: mgz E p = 式中 g —重力加速度。 系统总储存能: 1.p k E E U E ++= 或mgz mc U E ++ =221 2.gz c u e ++=22 1 3.U E = 或u e =(没有宏观运动,并且高度为零) 热力学能变化: 1.dT c du v =,?=?2 1dT c u v 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程 2.)(12T T c u v -=? 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程(用定值比热计算)
3.102000121221t c t c dt c dt c dt c u t vm t vm t v t v t t v ?-?=-==???? 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程(用平均比热计算) 4.把()T f c v =的经验公式代入?=?2 1dT c u v 积分。 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程(用真实比热公式计算) 5.∑∑====+++=n i i i n i i n u m U U U U U 1121 由理想气体组成的混合气体的热力学能等于各组成气体热力学能之与,各组成气体热力学能又可表示为单位质量热力学能与其质量的乘积。 6.?-=?21pdv q u 适用于任何工质,可逆过程。 7.q u =? 适用于任何工质,可逆定容过程 8.?=?21pdv u 适用于任何工质,可逆绝热过程。 9.0=?U 适用于闭口系统任何工质绝热、对外不作功的热力过程等热力学能或理想气体定温过程。 10.W Q U -=? 适用于mkg 质量工质,开口、闭口,任何工质,可逆、不可逆过程。 11、w q u -=? 适用于1kg 质量工质,开口、闭口,任何工质,可逆、不可逆过程 12、pdv q du -=δ 适用于微元,任何工质可逆过程 13.pv h u ?-?=? 热力学能的变化等于焓的变化与流动功的差值。 焓的变化: 1.pV U H += 适用于m 千克工质 2.pv u h += 适用于1千克工质 3.()T f RT u h =+=
工程热力学的公式大全
5．梅耶公式： R c c v p =- R c c v p 0''ρ=- 0R MR Mc Mc v p ==- 6．比热比： v p v p v p Mc Mc c c c c ===''κ 1-= κκR c v 1 -=κnR c p 外储存能： 1． 宏观动能： 221mc E k = 2． 重力位能： mgz E p = 式中 g —重力加速度。 系统总储存能： 1．p k E E U E ++= 或mgz mc U E ++ =221 2．gz c u e ++=221 3．U E = 或u e =（没有宏观运动，并且高度为零） 热力学能变化： 1．dT c du v =，?=?2 1dT c u v 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程 2．)(12T T c u v -=? 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用定值比热计算） 3．102000121221t c t c dt c dt c dt c u t vm t vm t v t v t t v ?-?=-==???? 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用平均比热计算）
4．把()T f c v =的经验公式代入?=?2 1dT c u v 积分。 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用真实比热公式计算） 5．∑∑====+++=n i i i n i i n u m U U U U U 1121Λ 由理想气体组成的混合气体的热力学能等于各组成气体热力学能之和，各组成气体热力学能又可表示为单位质量热力学能与其质量的乘积。 6．?-=?21pdv q u 适用于任何工质，可逆过程。 7．q u =? 适用于任何工质，可逆定容过程 8．?=?21pdv u 适用于任何工质，可逆绝热过程。 9．0=?U 适用于闭口系统任何工质绝热、对外不作功的热力过程等热力学能或理想气体定温过程。 10．W Q U -=? 适用于mkg 质量工质，开口、闭口，任何工质，可逆、不可逆过程。 11.w q u -=? 适用于1kg 质量工质，开口、闭口，任何工质，可逆、不可逆过程 12.pdv q du -=δ 适用于微元，任何工质可逆过程 13．pv h u ?-?=? 热力学能的变化等于焓的变化与流动功的差值。 焓的变化： 1．pV U H += 适用于m 千克工质 2．pv u h += 适用于1千克工质 3．()T f RT u h =+= 适用于理想气体 4．dT c dh p =，dT c h p ?=?2 1 适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程
工程热力学的公式大全
5．梅耶公式： R c c v p =- R c c v p 0''ρ=- 0R MR Mc Mc v p ==- 6．比热比： v p v p v p Mc Mc c c c c = = = ''κ 1-= κκR c v 1 -=κnR c p 外储存能： 1． 宏观动能： 2 2 1mc E k = 2． 重力位能： mgz E p = 式中 g —重力加速度。 系统总储存能： 1．p k E E U E ++= 或mgz mc U E ++=2 21 2．gz c u e ++=22 1 3．U E = 或 u e =（没有宏观运动，并且高度为零） 热力学能变化： 1．dT c du v =，?=?2 1dT c u v 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程 2．)(12T T c u v -=? 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用定值比热计算） 3．10 20 121 2 2 1 t c t c dt c dt c dt c u t vm t vm t v t v t t v ?-?=-==???? 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用平均比热计算）
4．把 ()T f c v =的经验公式代入?=?2 1 dT c u v 积分。 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用真实比热公式计算） 5．∑∑====+++=n i i i n i i n u m U U U U U 1 1 21 由理想气体组成的混合气体的热力学能等于各组成气体热力学能之和，各组成气体热力学能又可表示为单位质量热力学能与其质量的乘积。 6．?-=?2 1pdv q u 适用于任何工质，可逆过程。 7．q u =? 适用于任何工质，可逆定容过程 8．?=?21 pdv u 适用于任何工质，可逆绝热过程。 9．0=?U 适用于闭口系统任何工质绝热、对外不作功的热力过程等热力学能或理想气体定温过程。 10．W Q U -=? 适用于mkg 质量工质，开口、闭口，任何工质，可逆、不可逆过程。 11.w q u -=? 适用于1kg 质量工质，开口、闭口，任何工质，可逆、不可逆过程 12.pdv q du -=δ 适用于微元，任何工质可逆过程 13．pv h u ?-?=? 热力学能的变化等于焓的变化与流动功的差值。 焓的变化： 1．pV U H += 适用于m 千克工质 2．pv u h += 适用于1千克工质 3．()T f RT u h =+= 适用于理想气体 4．dT c dh p =，dT c h p ?=?2 1 适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程
航空发动机热力计算程序说明
航空发动机热力计算 根据廉筱纯和吴虎编著的《航空发动机原理》一书，我针对书籍中的第五章的热力计算的方法以及步骤编辑了一个计算程序。该程序适用于具有涵道比的涡轮风扇发动机在加力与不加力的两种情况下发动机性能的计算，主要有航空发动机的单位推力以及耗油率的计算，当然读者可以很随意的修改就能得到发动机的其他性能参数； 对书中的修改之处的说明： 1、155页计算油气比f 时公式为：f =C pg T t4?C p T t3 b H u ?C pg T t4 若仅仅用假定的数 值所得到的f 为负值，因为此处单位不统一，H u 必须乘以1000；后面涉及油气比计算时类似； 2、计算如T t4a T t4, T t4.5T t4a , T t5T t4c , T t4c T t4.5 如此形式的值时，一律用中间变量tm 代替； 3、157页 τ2m =T t4c T t4.5= 1?β?δ1?δ2 1+f +δ1δ2C p T t3/(C pg T t4.5) 1?β?δ1?δ2 1+f +δ1+δ2 应改成 τ2m =T t4c T t4.5 = 1?β?δ1?δ2 1+f +δ1+δ2C p T t3/(C pg T t4.5) 1?β?δ1?δ2 1+f +δ1+δ2 4、程序中由于不能定义希腊字母为变量，程序中都以近似的读音来定义变量，作如下说明：
①δ1 ：d1，含有δ的类似，用d代替δ； : nb，含有η的类似, 用n代替η； ②η b ③πcl：Picl，含有π的类似；用Pi代替π ④β：bt ，读音有点相近； 另外，程序中定义了加力的标志sign：若计算加力情况则把sign的值置为1，不加力则定义1以外的数值即可。 程序如下： #include
工程热力学课后答案..
《工程热力学》 沈维道主编 第四版 课后思想题答案（1~5章） 第1章 基本概念 ⒈ 闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗? 答：否。当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。 ⒉ 有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。这种观点对不对，为什么? 答：不对。“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。物质并不“拥有”热量。一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。 ⒊ 平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系? 答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。 ⒋ 倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式 b e p p p =+ ()b p p >; b v p p p =- ()b p p < 中，当地大气压是否必定是环境大气压? 答：可能会的。因为压力表上的读数为表压力，是工质真实压力与环境介质压力之差。环境介质压力，譬如大气压力，是地面以上空气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化，因此，即使工质的绝对压力不变，表压力和真空度仍有可能变化。 “当地大气压”并非就是环境大气压。准确地说，计算式中的Pb 应是“当地环境介质”的压力，而不是随便任何其它意义上的“大气压力”，或被视为不变的“环境大气压力”。 ⒌ 温度计测温的基本原理是什么? 答：温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”，这一性质就是“温度”的概念。 ⒍ 经验温标的缺点是什么?为什么? 答：由选定的任意一种测温物质的某种物理性质，采用任意一种温度标定规则所得到的温标称为经验温标。由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质制作温度计、采用不同的物理性质作为温度的标志来测量温度时，除选定的基准点外，在其它温度上，不同的温度计对同一温度可能会给出不同测定值（尽管差值可能是微小的），因而任何一种经验温标都不能作为度量温度的标准。这便是经验温标的根本缺点。 ⒎ 促使系统状态变化的原因是什么?举例说明。 答：分两种不同情况： ⑴ 若系统原本不处于平衡状态，系统内各部分间存在着不平衡势差，则在不平衡势差的作用下，各个部分发生相互作用，系统的状态将发生变化。例如，将一块烧热了的铁扔进一盆水中，对于水和该铁块构成的系统说来，由于水和铁块之间存在着温度差别，起初系统处于热不平衡的状态。这种情况下，无需外界给予系统任何作用，系统也会因铁块对水放出热量而发生状态变化：铁块的温度逐渐降低，水的温度逐渐升高，最终系统从热不平衡的状态过渡到一种新的热平衡状态； ⑵ 若系统原处于平衡状态，则只有在外界的作用下（作功或传热）系统的状态才会发生变。 ⒏ 图1-16a 、b 所示容器为刚性容器：⑴将容器分成两部分。一部分装气体， 一部分抽成真空，中间是隔板。若突然抽去隔板，气体(系统)是否作功？ ⑵设真空部分装有许多隔板，每抽去一块隔板让气体先恢复平衡再抽去一块， 问气体(系统)是否作功？ ⑶上述两种情况从初态变化到终态，其过程是否都可在P-v 图上表示？ 答：⑴；受刚性容器的约束，气体与外界间无任何力的作用，气体（系统）不对外界作功； ⑵ b 情况下系统也与外界无力的作用，因此系统不对外界作功；
【良心出品】工程热力学计算练习题和证明题
工程热力学计算练习题 1、设工质在K T H 1200=的恒温热源和K T L 300=的恒温冷源间按热力循环工作，已知吸热量为150kJ ，求热效率和循环净功。 2、5kg 氧气初态为p 1＝0.8MPa 、T 1＝800K ，经可逆定压加热过程达到1200K 。设氧气为理想气体，比热容为定值，摩尔质量M ＝32×10－3kg/mol ，试求氧气终态的体积V 2、热力学能变量ΔU 、焓变量ΔH 、 熵变量ΔS 。 3、有人设计一台循环装置，在温度为1100K 和350K 的两个恒温热源之间工作，且能输出净功1250kJ ，而向冷源放热500kJ 。试判断该装置在理论上是否可行？ 4、空气流经喷管作定熵流动，已知进口截面上空气的压力p 1＝7bar 、温度t 1＝947℃，出口截面上空气的压力p 2＝1.4bar ，质量流量q m ＝0.5kg/s 。空气的比定压热容c p =1.004kJ/(kg ·K)，气体常数Rg ＝0.287 kJ/(kg ·K)，k ＝1.4，试确定喷管外形、出口截面上空气的流速和出口截面面积。
证明题 1、试证明可逆过程的功?= -2 121pdV W 。 证明：设有质量为m 的气体工质在气缸中进行可逆膨胀， 其变化过程如图中连续曲线1－2表示。 由于过程是可逆的，所以工质施加在活塞上的力F 与外界作用在活塞上的各种反力之总和随时只相差一无 穷小量。按照功的力学定义，工质推动活塞移动距离dx 时，反抗斥力所作的膨胀功为 pdV pAdx Fdx W ===δ 式中，A 为活塞面积，dV 是工质体积微元变化量。 在工质从状态1到状态2的膨胀过程中，所作的 膨胀功为?=-2 121pdV W 2、试证明理想气体的比定压热容仅仅是温度的函数。 证明：引用热力学第一定律解析式，对于可逆过程有vdp dh q -=δ 定压过程p p p p T h dT vdp dh dT q c )()()(??=-==δ 对于理想气体T R u pv u h g +=+=，显然焓值与压力无关，也只是温度的单值函 数，即()T f h h =，故dT dh T h c p =??=)( 理想气体的比定压热容仅仅是温度的函数。
工程热力学计算题
1、1kg 氧气置于图所示的气缸内,缸壁能充分导热,且活塞与缸壁无摩擦。初始时氧气压力为0、5Mpa 、温度为27℃。如果气缸长度为2L,活塞质量为10kg,试计算拔除销钉后,活塞可能达到的最大速度。氧气的比热容)/(918.0K kg kJ c p ?=,k=1、395,)/(260.0K kg kJ R g ?= 解: 取气缸内的氧气为研究对象。 根据热力学第一定律W U Q +?=知道, 能,一部分用于对外做功。根据题意:的热量全部用于对外做功, 设环境温度为T 0,环境压力为P 0,V max 。氧气初始状态的压力为P 1,温度为T 1,容积为V 1,氧气膨胀后的容积为V 2,膨胀过程的膨胀功为W 。 V P W MV ?-=02max 2 1 21 1ln V V T R W g = 111T mR V P g = 12V V V -=? 122V V = 所以有:2ln 1T R W g = 110/P T R V P g =? 代入数据: 7.38484)2.02(ln )2715.273(2602ln 10211 1012max =-?+?=-=??p T R P T R V g g s m V /73.87max = 2、空气等熵流经一缩放喷管,进口截面上的压力与温度分别就是0、58Mpa 、440K,出口截面上的压力MPa p 14.02=。已知喷管进口截面面积为2、6×10-3m 2,空气的质量流量为1、5kg/s,试求喷管喉部面积及出口截面的面积与出口流速。空气的比热容)/(005.1K kg kJ c p ?=,k=1、4,)/(287.0K kg kJ R g ?= 解: 根据题意知道,进口参数为MPa p 58.01=,K T 4401=。出口截面上的压力MPa p 14.02=。喷管进口截面A 1面积2、6×10-3m 2,空气的质量流量Q 为1、5kg/s 。 )/(61.1251,11 ,1s m c v c A q f f =?=
工程热力学-计算题
1、1kg 氧气置于图所示的气缸内，缸壁能充分导热，且活塞与缸壁无摩擦。初始时氧气压力为0.5Mpa 、温度为27℃。如果气缸长度为2L ，活塞质量为10kg ，试计算拔除销钉后，活塞可能达到的最大速度。氧气的比热容)/(918.0K kg kJ c p ?=，k=1.395， )/(260.0K kg kJ R g ?= 解： 取气缸内的氧气为研究对象。 根据热力学第一定律W U Q +?=知道，加入系统的热量一部分用于增加系统的热力学能，一部分用于对外做功。根据题意：活塞如果要达到最大速度，那么氧气膨胀过程中吸入的热量全部用于对外做功，所以氧气的热力学能不发生变化。由于氧气可以看作理想气体，而理想气体的热力学能是温度的单值函数，所以氧气膨胀过程为可逆定温膨胀过程。 设环境温度为T 0，环境压力为P 0，氧气的质量为m ，活塞的质量为M ，活塞最大速度为V max 。氧气初始状态的压力为P 1，温度为T 1，容积为V 1，氧气膨胀后的容积为V 2，膨胀过程的膨胀功为W 。 V P W MV ?-=02max 2 1 2 11ln V V T R W g = 111T mR V P g = 12V V V -=? 122V V = 所以有：2ln 1T R W g = 110/P T R V P g =? 代入数据：7.38484)2.02(ln )2715.273(2602ln 10211 1012 max =-?+?=-=??p T R P T R V g g s m V /73.87max = 2、空气等熵流经一缩放喷管，进口截面上的压力和温度分别是0.58Mpa 、440K ，出口截面 ℃
工程热力学基本概念及重要公式
工程热力学基本概念及 重要公式 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
第一章基本概念1.基本概念 热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。 边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。 外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。 闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。 开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。 绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。 孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。 单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。 单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。 多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。 热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。 平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。
状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。 基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。 温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。 热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。 压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。 相对压力：相对于大气环境所测得的压力。如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相对压力。 比容：单位质量工质所具有的容积，称为工质的比容。 密度：单位容积的工质所具有的质量，称为工质的密度。 强度性参数：系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同，与质量多少无关，没有可加性，如温度、压力等。在热力过程中，强度性参数起着推动力作用，称为广义力或势。 广延性参数：整个系统的某广延性参数值等于系统中各单元体该广延性参数值之和，如系统的容积、内能、焓、熵等。在热力过程中，广延性参数的变化起着类似力学中位移的作用，称为广义位移。 准静态过程：过程进行得非常缓慢，使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的平衡态，从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近平衡状态，整个过程可看作是由一系列非常接近平衡态的状态所组成，并称之为准静态过程。
锅炉课设热力计算电子版
课程设计任务书 一、课程设计题目： 二、课程设计任务： 1.任务： 2.已知条件： 三、原始资料 1.锅炉结构及设计参数 锅炉型号为SHL10-1.3/350-WⅢ型，如图8-1所示，炉膛内前墙、后墙、炉顶及两侧墙均布置有水冷壁，炉膛后沿烟气流程布置有凝渣管、过热器、对流管束、鳍片式铸铁省煤器和管式空气预热器。锅炉设计给水温度105℃，给水压力1.4MPa，排污率5%，冷空气温度30℃，热空气温度150℃，排烟温度180℃，炉膛出口处负压20Pa。 设计煤种为山西阳泉无烟煤，煤质资料为：C ar=65.65%，H ar=2.64%，O ar=3.19%，N ar=0.99%，S ar=0.51%，M ar=8%，A ar=19.02%，V daf=7.85%，= Q24426kJ/kg。 ar, net 锅炉受热面的设计过量空气系数及漏风系数见表8-8。设计热力计算结果见表8-9。
kJ/kg 10781.5 735.2 2229.4 图8-1 SHL10-1.37/350-W Ⅲ型锅炉本体结构简图 1-炉膛；2-烟窗及凝渣管； 3-过热器；4-对流管束； 5-省煤器，6-烟道门；7-空气预热器；8-风室；9-炉排 四、热力计算步骤 （一）辅助计算
当net ar,ar fh A a 4190 Q ≤6时，飞灰焓fh h 可忽略不计；实际烟气焓值只需要计算设备所处温度环境对应的焓值，不必全部算。
（二）炉膛热力计算 炉膛结构如图8-2所示。 图8-2 炉膛结构 AB=3320mm；BC=2280mm；CD=3850mm；DE=1970mm； EF=3340mm；FG=980mm；GH=1470mm；HI=640mm 要求学生：在图8-2中标出与尺寸相关的结构名称，如炉膛宽度、深度等。 2.炉膛的传热计算
汽油机热力计算
（课程设计）用纸 摘要 通常由于汽油机具有转速高、重量轻、噪音小、易启动、造价低等特点。因此它在小客车、中小型货车和军用越野车及小型农用动力（喷粉、喷雾、插秧机）等方面广泛应用。 通过本课题的设计，是学生掌握内燃机设计的一般方法和步骤；掌握汽油机三大计算（热力计算，动力计算和零件强度计算）的方法和步骤；初步训练学生应用三大计算的结果，分析内燃机动力性、经济性、零件强度及零件机构工艺性的能力。 关键词NJ70Q汽油机；热力计算；动力计算
毕业论文（设计）用纸 目录 摘要I 第 1 章绪论 (2) 1.1本课程设计研究的意义和目的 (2) 1.2本课题研究的任务 (2) 第 2 章汽油机热力计算 (3) 2.1汽油机实际循环热力计算 (3) 2.1.1 热力计算的目的 (3) 2.1.2 热力计算的方法 (3) 2.1.2.1 确定汽油机的结构形式 (3) 2.1.2.2 原始参数的选择 (4) 2.1.2.3 燃料的燃烧化学计算 (8) 2.1.2.4 燃气过程参数的确定与计算 (8) 2.1.2.5 压缩终点参数的确定 (9) 2.1.2.6 燃烧过程终点参数的确定 (9) 2.1.2.7 膨胀过程终点参数的确定 (10) 2.1.2.8 指示性能指标的计算 (10) 2.1.2.9 有效指标的计算 (11) 2.1.2.10 确定汽缸直径D和冲程S (11) 2.1.2.11 绘制示功图 (12) 2.1.2.12 绘制实际示功图 (14) 第 3 章NJ70Q汽油机动力学计算............................................... 错误！未定义书签。 3.1曲轴连杆机构中的作用力......................................................... 错误！未定义书签。 3.1.1 机构惯性力............................................................................................. 错误！未定义书签。 3.2绘制各负荷的曲线图................................................................. 错误！未定义书签。 3.2.1绘制合成力P=f(α)的曲线图.............................................................. 错误！未定义书签。 3.2.2绘制P N＝f(α),P L=f(α),T=f(α),K=f(α)图................................ 错误！未定义书签。 3.2.3绘制主轴颈和曲柄销的积累扭矩图..................................................... 错误！未定义书签。 3.2.4绘制曲柄销负荷极坐标图..................................................................... 错误！未定义书签。 3.2.5绘制曲柄销预磨损图............................................................................. 错误！未定义书签。参考文献............................................................................................ 错误！未定义书签。致谢.......................................................................................... 错误！未定义书签。
循环流化床锅炉热力计算
循环流化床锅炉热力计算
循环流化床锅炉热效率计算 我公司75t/h循环流化床锅炉，型号为UG75/3.82-M35，它的热效率计算为：
三、锅炉在稳定状态下，相对于1Kg燃煤的热平衡方程式如下： Q r=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 (KJ/Kg),相应的百分比热平衡方程式为： 100%=q1+q2+q3+q4+q5+q6 (%) 其中 1、Q r是伴随1Kg燃煤输入锅炉的总热量，KJ/Kg。 Q r= Q ar+h rm+h rs+Q wl 式中Q ar--燃煤的低位发热量，KJ/Kg；是输入锅炉中热量的主要来源。Q ar=12127 KJ/KgJ h rm--燃煤的物理显热量，KJ/Kg；燃煤温度一般低于30℃，这一项热量相对较小。 h rs--相对于1Kg燃煤的入炉石灰石的物理显热量，KJ/Kg；这一项热量相对更小。 Q wl--伴随1Kg燃煤输入锅炉的空气在炉外被加热的热量，KJ/Kg；如果一、二次风入口暖风器未投入，这一部分热量也可不计算在内。
2、Q1是锅炉的有效利用热量，KJ/Kg；在反平衡热效率计算中，是利用其它热损失来求出它的。 3、Q4是机械不完全燃烧热损失量，KJ/Kg。 Q4= Q cc(M hz C hz+M fh C fh+M dh C dh)/M coal 式中Q cc--灰渣中残余碳的发热量，为622 KJ/Kg。 M hz、M fh、M dh--分别为每小时锅炉冷渣器的排渣量、飞灰量和底灰量，分别为15、7、2t/h。 C hz、C fh、C dh--分别每小时锅炉冷渣器的排渣、飞灰和底灰中残余碳含量占冷渣器的排渣、飞灰和底灰量的质量百分比，按2.4%左右。 M coal--锅炉每小时的入炉煤量，为20.125t/h。 所以Q4= Q cc(M hz C hz+M fh C fh+M dh C dh)/M coal =622（15*2.4+7*2+3.5*2.4）/20.125 =1694 KJ/Kg q4= 100Q4/Q r（%） =100*1694/12127=13.9% 4、Q2是排烟热损失量，KJ/Kg。 Q2=(H py-H lk)(1-q4/100) 式中H py--排烟焓值，由排烟温度θpy (135℃)、排烟处的过量空气系数αpy（αpy =21.0/(21.0 - O2py)）=1.24和排烟容积比热容C py=1.33 (KJ/(Nm3℃))计算得出，KJ/Kg。 H py=αpy (V gy C gy+ V H2O C H2O)θpy+I fh 由于I fh比较小可忽略不计 =1.24*( 5.05*1.33+0.615*1.51) *135 =1229
工程热力学课后题答案()
习题及部分解答 第一篇 工程热力学 第一章 基本概念 1. 指出下列各物理量中哪些是状态量，哪些是过程量： 答：压力，温度，位能，热能，热量，功量，密度。 2. 指出下列物理量中哪些是强度量：答：体积，速度，比体积，位能，热能，热量，功量，密度。 3. 用水银差压计测量容器中气体的压力，为防止有毒的水银蒸汽产生，在水银柱上加一段水。若水柱高mm 200，水银柱高mm 800，如图2-26所示。已知大气压力为mm 735Hg ，试求容器中气体的绝对压力为多少kPa ？解：根据压力单位换算 4. 锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图2-27所示。若已知斜管倾角 30=α ，压力计中使用 3/8.0cm g =ρ的煤油，斜管液体长度mm L 200=，当地大气压力MPa p b 1.0=，求烟气的绝对压力（用MPa 表示）解： 5.一容器被刚性壁分成两部分，并在各部装有测压表计，如图2-28所示，其中C 为压力表，读数为kPa 110，B 为真空表，读数为 kPa 45。若当地大气压k P a p b 97=，求压力表A 的读数（用 k P a 表示） kPa p gA 155= 6. 试述按下列三种方式去系统时，系统与外界见换的能量形式是什么。 （1）.取水为系统； （2）.取电阻丝、容器和水为系统； （3）.取图中虚线内空间为系统。 答案略。 7.某电厂汽轮机进出处的蒸汽用压力表测量，起读数为MPa 4.13；冷凝器内的蒸汽压力用真空表测量，其读数为 mmHg 706。若大气压力为MPa 098.0，试求汽轮机进出处和冷凝器内的蒸汽的绝对压力（用MPa 表示） MPa p MPa p 0039.0;0247.021== 8.测得容器的真空度 mmHg p v 550=，大气压力MPa p b 098.0=，求容器内的绝对压力。若大气压变为 MPa p b 102.0='， 求 此 时 真 空 表 上 的 读 数 为 多 少 mmMPa ？ MPa p MPa p v 8.579,0247.0='= 9.如果气压计压力为kPa 83，试完成以下计算： （1）.绝对压力为11.0MPa 时的表压力； （2）.真空计上的读数为kPa 70时气体的绝对压力； （3）.绝对压力为kPa 50时的相应真空度（kPa ）； （4）.表压力为MPa 25.0时的绝对压力（kPa ）。 （1）. kPa p g 17=；
工程热力学基本概念与重要公式
第一章基本概念 1.基本概念 热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。 边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。 外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。 闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。 开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。 绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。 孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。 单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。 单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。 多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。 热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。 平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。 状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。 基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。 温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。 热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。 压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。 相对压力：相对于大气环境所测得的压力。如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压
北航航空发动机原理3大作业
航空发动机原理Ⅲ大作业 —发动机设计点热力计算 学院能源与动力工程学院 一. 设计要求 1.完成一台发动机的设计点热力计算 1）完成发动机循环参数的选取 2）完成发动机各部件设计参数（包括冷却空气量及其分配关系）的选取
3）说明以上参数选取的具体理由和依据 4）完成发动机各部件进出口截面参数（流量总）完成发动机各部件进出口截面参数（流量、总温、总压）的计算 5）完成发动机总性能（推力、耗油率）的计算，并满足给定的要求（误差并满足给定的要求（误差±2%） 2.题目：分排涡扇发动机，高度11km，马赫数0.8，标准大气条件下，发动机推力2500daN， 耗油率耗油率0.6kg/（daN.h） 二.设计参数 1. 设计点参数 2.发动机参数（资料参考）
3.设计点飞行条件 4.部件效率和损失系数
三.循环参数的初步选取范围 1.涵道比 随着涵道比B的增加，当单位推力一定时，存在最佳涵道比，使sfc达到最小值，而T t4随涵道比单调增加，因此B过大或者过小会使sfc达不到要求，且B过大会使涡轮前温度超温，当单位推力较小时，sfc随B的变化曲线在附近较为平坦，因此减小B，并不严重增加sfc，但可使涡轮前总温T t4显著降低。根据资料查得的发动机参数，初始可取涵道比B=6~12。 2.涡轮前温度 根据现有涡轮材料和冷却技术水平，涡轮前温度最高能达到2200K，且在亚声速飞行时，涡轮前温度过高会使耗油率增加。根据现有发动机参数，选取涡轮前温度。 3.风扇增压比 风扇增压比一般随涵道比增加而降低，对于涵道比为B=6~10的涡扇发动机，一般取π。 4.总增压比π 在给定涡轮前温度前提下，存在使单位推力达到最大值的最佳增压比π，且π随涡轮前温度提高而增大；存在使耗油率达到最小值的压气机最经济增压比π。根据现有发动机水平，初步选区增压比为π。 四. 设计计算 1.发动机各截面参数计算
工程热力学大作业
综合性大作业 1.对任课教师在教学上（教学方法、教学态度等等）有什么建议和意见？任课教师在以后的教学中要注意什么问题，有什么需要改进的？宏观、微观的意见和建议最好都有。（不少于100字，要求内容翔实，不要空话大话和表扬话） 本题是要求我提意见和建议，好的方面我就尽量简洁了，主要提出一些改进意见和建议。在交大上了两年的课，我对老师授课的思路有这样的感受：讲课的思维主要有两种取向，一是描述性讲解，即在固定的知识体系架构上对知识进行解释，更加注重按照知识体系讲解；二是构造性讲解，即按照问题产生、分析方法、构建知识体系、完善知识体系的一般思维方式进行讲解，更加注重思维逻辑。 1.1综述 坡哥的课给我最深课的感受有两个方面，一是讲解有耐性，二是枯燥乏味。想过上面所讲的两种授课思路之后，我发现坡哥讲课的思维方式属于前者，更加注重照本宣科，所以给人的感觉是听课跟看书、看课件效果差别不大，而且后者在时间上更灵活。事实上，关于如何深层次改善方面，我们所能想到的肯定不如老师的全面、合理，我们所能提供的更多的是不同老师授课效果的对比，下面我就根据自己的对比结果向老师提一点建议。 1.1意见、建议的误差分析 在正式提出意见建议之前，我要说一下其他因素对上面所说的“对比结果”的影响，用科学术语讲就是“误差分析”。不同的学科有不同的思维方式，也需要不同的讲授逻辑，所以用其他课的讲授逻辑跟工程热力学相类比的时候不可以完全套用；不同的老师有不同的性格、经验和生活状态（比如老教师和年轻教师），所以不能要求所有老师讲课的风格都慷慨激昂；不同专业的学生有不同的接受能力，所以同一门课程的讲解要因材施教；同一门课不同的内容对授课效果的要求也不一样，所以不能简单地认为知识应该用来灌输或是应该由学生自学。 1.3误差的修正与拟合 针对上面所说的四个方面的问题，坡哥可以把自己的学习、授课和科研经验、体悟以及自己对这门课高屋建瓴的理解作为修正系数，比如我看了何老师编写的辅导书觉得她所讲述的工程热力学有着鲜明而简洁的专业思维。我们在读科技类的著作和教材时，会发现作者写书一般会介绍知识发展的历史，由此我想到了对于上述四个方面的拟合条件，即从问题的产生背景出发，到知识体系的补充和完善结束，中途经历这样的思维过程：最初是因为什么生产或其它需要产生了某个问题，为了解决这个问题人们创造了什么理论，由这些理论我们能联想到什么热
混凝土冬期施工热工计算 (终版)
冬施混凝土保温养护热工计算 一、混凝土保温养护方案 本标段工程在2015～2016年度冬期施工的工程主要都是地下结构部分，混凝土采用鲁冠搅拌站的冬季施工配比商品砼，用混凝土罐车运送到施工现场的过程中，对罐车覆盖保温，减少热量损失。混凝土浇注完成后采用蓄热法养护，用塑料薄膜+棉被+彩条布进行覆盖。 二、热工计算 1. 计算依据 (1) 《建筑工程冬期施工规程》.JGJ104-97 (2) 《混凝土结构工程施工质量验收规范》.GB50204-2002 2. 热工计算 C40冬施配合比砼。其配比：水泥305kg，水151kg，砂798kg，碎石976kg，粉煤灰用量85kg，矿粉60 kg，防冻剂9kg，膨胀剂9kg，水灰比0.42，砂率39%。采用高效防冻剂，受冻温度-15℃。 (1) 混凝土拌和物经运输到浇筑时温度T2 本工程所有混凝土均采用商品混凝土，根据生产厂商提供的数据混凝土拌和物出机温度都不低于15℃，计算时按最不利情况考虑取T1=15℃。 T2=T1?αt1+0.032n(T1?T a) =15-(0.25×0.5+0.032×1)(15-0) =12.65℃ 式中T2——混凝土拌合物运输到浇筑时温度（℃）； t1——混凝土拌合物自运输到浇筑时的时间（h）；取30分钟 n——混凝土拌合物动转次数；（动转1次）。 T a——混凝土拌合物运输时环境温度（取0℃）； α——温度损失系数（h-1），取0.25 当用混凝土搅拌车输送时，α=0.25；（本工程采用运输方式） 当用开敞式大型自卸汽车时，α=0.20； 当用开敞式小型自卸汽车时，α=0.30；
当用封闭式自卸汽车时，α=0.1； 当用手推车时，α=0.50。 根据以上计算数据可以得出混凝土入模温度为12.65℃，满足设计及施工规范要求。 (2) 混凝土浇筑成型完成时温度T3 T3=C c m c T2+C f m f T f+C s m s T s C c m c+C f m f+C s m s = 0.96×2500×12.65+2.1×50×0+0.46×4.65×0 =12.11℃ 式中T3——考虑模板和钢筋吸热影响，混凝土成型完成时的温度（°C）； C c——混凝土的比热容（0.96kJ/kg.K）； C f——模板的比热容（2.1kJ/kg.K）； C s——钢筋的比热容（0.46kJ/kg.K）； m c——每m3混凝土的重量（2500kg）； m f——每m3混凝土相接触的模板重量（50kg）； m s——每m3混凝土相接触的钢筋重量（4.65kg）； T f——模板的温度，未预热时可采用当时的环境温度（取0℃）； Ts——钢筋的温度，未预热时可采用当时的环境温度。 当当模板温度为-5℃时，浇筑完成后砼的温度为11.13℃。 根据以上计算得知，中板大体积砼浇筑完成时的温度能够达到5℃以上，本工程混凝土冬期施工养护方法采用综合蓄热法养护能够满足混凝土养护需要。 (3) 混凝土冷却时间 ①结构表面系数 M=A V = 1219.06 351 =3.47m?1 ②结构围护层总传热系数 K= 3.6 0.04+d i K i n i=1