【摘要】:燃料-空气循环热效率的计算,可以利用根据p-V线图中各点的温度、压力、分子数的变化所计算的功W进行计算,也可以直接从p-V线图中计算面积(功)得出。从图2-23所示的p-V线图的面积得出的热效率,燃料-空气循环为35.5%,这与空气标准循环的57%相比降低了约21.5%。特别是,当当量比为1时,其热效率变化最大。
燃料-空气循环热效率的计算,可以利用根据p-V线图中各点的温度、压力、分子数的变化所计算的功W进行计算,也可以直接从p-V线图中计算面积(功)得出。从图2-23所示的p-V线图的面积得出的热效率,燃料-空气循环为35.5%,这与空气标准循环的57%相比降低了约21.5%。
影响燃料-空气循环热效率的压缩比和当量比的影响如图2-24和图2-25所示。燃料为辛烷(C8H18),初始状态压力为p1=101.325kPa,混合气温度为T1=115℃,残留废气所占质量比率为f=0.05,绝对湿度为ω=0.02,压缩比为ε=6~25,当量比为φ=0.4~1.4。可以看出,压缩比越大,当量比越小(混合气越稀),热效率越高。特别是,当当量比为1时,其热效率变化最大。
从图中可以看出,当当量比为1和压缩比为10时,燃料-空气循环的热效率约为46%,这与在图2-6中查到的空气标准奥托循环的理论热效率约60%相比很低。如前所述,这主要是高温、高压状态下质量热容增加和质量热容比降低导致的。
图2-26所示为随燃烧气体温度变化的质量热容比。燃烧气体的质量热容比与温度成反比,即温度升高时质量热容比降低,在相同的温度下与空气过量系数λ成正比,即λ减小时质量热容比降低。如前所述,这是空气的质量热容小于燃烧气体的质量热容,空气过量系数增加时,工质的质量热容减小,进而燃烧温度增加所导致的。
图2-24 燃料空气循环压缩比的影响
图2-25 燃料空气循环当量比的影响
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