第一节《热机》(教育精品).ppt
热机 一、一、热机的作用：热机的作用：燃料的化学能通过燃燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通烧转化为内能，又通过做功，把内能转变过做功，把内能转变成机械能。从而使机成机械能。从而使机械获得动力。械获得动力。热机的种类热机的种类蒸气机、内燃机、汽轮机、蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等喷气发动机、火箭等 三、三、内燃机内燃机：汽油机汽油机柴油机柴油机汽油机的构造汽油机的构造火花塞火花塞气缸气缸进气门进气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门曲轴曲轴n n1、一个冲程：、一个冲程：n n 活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程。端运动到另一端的过程。n n2、一个工作循环：、一个工作循环：n n把这四个冲程称为发动机的一个工作循把这四个冲程称为发动机的一个工作循环。环。吸气吸气压缩压缩做功做功排气排气内燃机的内燃机的冲程冲程和和工作循环工作循环吸气冲程吸气冲程汽油和空气 进气门打开，排进气门打开，排气门关闭。活塞由上气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气合物从进气门吸入气缸缸。压缩冲程压缩冲程 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。做功冲程做功冲程 在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。排气冲程排气冲程燃烧后的废气 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。汽油机工作原理汽油机工作原理吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程柴油机的构造柴油机的构造喷油嘴进气门活塞连杆排气门气缸曲轴柴油机工作原理柴油机工作原理吸气冲程吸气冲程 压缩冲程压缩冲程 做功冲程做功冲程 排气冲程排气冲程2.2.内燃机的启动内燃机的启动 内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作。3.3.内燃机的应用内燃机的应用 汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。(1)(1)汽油机的应用汽油机的应用(2)(2)柴油机的应用柴油机的应用 柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。想想议议：想想议议：汽油机和柴油机的工作过程有什汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？么相同点，有什么不同点？1基本构造和主要部件的作用相似。2 每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。3 四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。4 一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。相同点相同点不同点不同点1构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。2 燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。3 吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。4 点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。汽油机的效率：汽油机的效率：2030%柴油机的效率：柴油机的效率：3045%你认为它们的效率比你想象的高？还是低？你猜想：汽油机、柴油机的效率你猜想：汽油机、柴油机的效率大约是多少？猜猜看！大约是多少？猜猜看！1.四冲程汽油机的工作过程由四冲程汽油机的工作过程由().().().()四四个冲程组成的个冲程组成的.2.四冲程汽油机四冲程汽油机,由机械能转化为内能的是由机械能转化为内能的是()冲程冲程,做功冲程是做功冲程是()能转化为能转化为()能能.3.汽油机吸入汽缸的是汽油机吸入汽缸的是(),点火方式是点火方式是().柴油机柴油机吸入汽缸的是吸入汽缸的是(),点火方式是点火方式是().4.某四冲程汽油机飞轮的转速是某四冲程汽油机飞轮的转速是3600R/min,则它每则它每秒钟对外做功秒钟对外做功()次次.5.四冲程汽油机的三个辅助冲程靠飞机的四冲程汽油机的三个辅助冲程靠飞机的()来完成来完成.思考思考:二、燃料及其热值二、燃料及其热值 燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释过程中，储存在燃料中的化学能被释放，转变为内能。相同质量的不同燃放，转变为内能。相同质量的不同燃料燃烧放出的热量是不同的。料燃烧放出的热量是不同的。热值热值：指单位质量的某种物质完全燃：指单位质量的某种物质完全燃 烧所放出的热量。其符号是烧所放出的热量。其符号是q。热值单位：热值单位：J/kg,(J/m3)热值单位：热值单位：J/kg,(J/m3)P139一些燃料的热值一些燃料的热值。木炭木炭:3.4107J/kg物理意义物理意义:1千克木炭完全燃烧时放出千克木炭完全燃烧时放出的热量是的热量是3.4107J煤气煤气:3.9107J/m3物理意义物理意义:1立方米煤气完全燃烧时放立方米煤气完全燃烧时放出的热量是出的热量是3.9107J计算热量公式：计算热量公式：Q放放=mq (即质量乘以热值即质量乘以热值)燃料燃烧释放的能量用来开动热机，燃料燃烧释放的能量用来开动热机，这些能量不会全部用来做有用功。这些能量不会全部用来做有用功。废气带废气带走走机件发机件发热散失热散失机件摩机件摩擦损失擦损失燃料燃烧燃料燃烧产生能量产生能量在热机的在热机的各种能量各种能量的损失中的损失中,废气带走废气带走的能量最的能量最多多.设法利用热机废气的设法利用热机废气的能量，是提高燃料利能量，是提高燃料利用率的重要措施。用率的重要措施。做有做有用功用功燃烧燃烧不完不完全全热机效率：用来做有用功的那部分能热机效率：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。量与燃料完全燃烧放出的能量之比。蒸气机效率最低：蒸气机效率最低：6%15%；汽油机效率：汽油机效率：20%30%；柴油机效率：柴油机效率：30%45%。例题：把例题：把5kg40的水烧开，需要完全燃烧的水烧开，需要完全燃烧多少多少kg的干木柴？（已知干木柴的热值为的干木柴？（已知干木柴的热值为1.2107J/kg，外界为标准大气压，并且燃料，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）完全燃烧放出的热量全部被水吸收）解解：Q吸吸=cm（t-t0）=4200J/(kg0C)5kg600C =1.26 106J；Q放放Q吸吸m1=Q放放/q=1.2106J/(1.2107J/kg)=0.1kg
