《热机》PPT课件

热机；一、燃料及其热值；燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料；热值：指单位质量的某种物质完全燃烧所放出的热量；热值单位：J/kg,(J/m3)；热机；热值单位：J/kg,(J/m3)P124一些燃料；热机；计算热量公式：Q放=mq(即质量乘以热值)；燃料燃烧释放的能量用来开动热机，

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。

指单位质量的某种物质完全燃 烧所放出的热量。其符号是q。

热值单位：J/kg, (J/m3)

热机

热值单位：J/kg, (J/m3) P124一些燃料的热值。 木炭的热值: 3.4×107J/kg 物理意义:1千克木炭完全燃烧时放出的热量是 3.4×107J 煤气的热值: 3.9×107J/m3 物理意义:1立方米煤气完全燃烧时放出的热量 是3.9×107J

热机

计算热量公式： Q放=mq (即质量乘以热值)

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。

热机

例题：把5kg40℃的水烧开，需要完全燃烧多少 kg的干木柴？（已知干木柴的热值为1.2×107J/kg， 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） 解： 0C)×5kg×600C Q吸=cm（t-t ） =4200J/(kg·0

=1.26 ×106J；Q放＝Q吸m1=Q放/q= 1.2×106J/(1.2×107J/kg)=0.1kg

热机

1.热机的种类

蒸气机 内燃机 汽轮机 喷气发动机 火箭等

热机

热机：把燃料燃烧时释放的内能转变为机 械能的装置。 内燃机： 燃料直接在发动机气缸内燃烧产 生动力 的热机。 常见的内燃机： 汽油机 柴油机

热机

2.内燃机的构造

(1)汽油机

①构造 ②工作原理 ③汽油机完整工作过程

(2)柴油机

①构造 ②工作原理

热机

(1)汽油机的构造

火花塞 气缸

进气门

活塞 连杆

排气门

曲轴

热机

内燃机的 冲程和工作循环

吸气 压缩 做功 排气

热机

(2)汽油机工作原理

吸气冲程

压缩冲程

做功冲程

排气冲程

热机

吸气冲程

进气门打开，排 气门关闭。活塞由上 端向下端运动，汽油 和空气组成的燃料混 合物从进气门吸入气

汽 油 和 空 气缸。

热机

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。

机械能转化为内能。

热机

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。内能转化为机械能。

热机

排气冲程

进气门关闭，排 气门打开，活塞向上 运动，把废气排出气 缸。

燃 烧 后 的 废 气

热机

(3)柴油机的构造

喷油嘴 排气门 气缸

进气门

活塞

连杆 曲轴

热机

(4)柴油机工作原理

吸气冲程

压缩冲程

做功冲程 排气冲程

热机

吸气冲程

空 气

进气门打开，排 气门关闭。活塞由上 端向下端运动，将空 气吸进气缸。

热机

压缩冲程

进气门和排气门都关闭，活 塞向上运动，活塞把

空气压缩得 很小，空气的压强更大，温度更 高。在压缩冲程末，缸内空气温

度已超过柴油的着火点。

机械能转化为内能。

热机

做功冲程

在压缩冲程末，从喷油嘴喷 出的雾状柴油遇到热空气立即猛 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。

内能转化为机械能。

热机

排气冲程

进气门关闭，排气 门打开，活塞向上运动 ，把废气排出气缸。

燃 烧 后 的 废 气

热机

一个工作循环： 活塞：往复两次。 曲轴：转动两周。 完成：四个冲程。 对外做功：一次。 辅助冲程：靠飞轮惯性来完成。

热机

练习

一台汽油机飞轮转速为3000R/分，则在 1秒内完成 个循环，对外做功 次，完成 个辅助冲程。

热机

3.内燃机的应用 (1)汽油机的应用

汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小 型农业机械上面。

(2)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。

热机

想想议议：

汽油机和柴油机的工作过程有什 么相同点，有什么不同点？

热机

相同点

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 ．一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮 转动两周，做功一次。

热机

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。

热机

机件发 热散失

做有用 功

废气带 走

在热机的各种 能量的损失中 ,废气带走的 能量最多.

燃料燃烧产 生能量 燃烧 不完 全

机件摩擦 损失

设法利用热机废气的能量， 是提高燃料利用率的重要措 施。

热机

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。 蒸气机效率最低：6%~15%；

汽油机效率：20%~30%；

柴油机效率：30%~45%。

热机

5、热机的效率

热机的效率：热机所做的做有用功那和燃

料完全燃烧放出的热量之比。叫热机的效率。

燃料的不完全燃烧、气缸部件吸热后的热

量散失、废气带走的热量和克服摩擦做功而消 耗的能量，都是引起能量损失的原因。因此， 提高热机效率，可提高燃料的利用率。

热机

提高热机效率的途径和方法：

（l）尽可能减少各种热损失，保证

良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量；

(2)充分利用废气的能量，提高燃料

的利用率，如利用热电站废气来供热。这

种既供电又供热的热电站，比起一般火电

站来，燃料的利用率大大提高。

热机

6.热机对环境的影响

1.热机对大气的影响。

（1）产生有毒气体。 

（2）产生大量二氧化碳，造成温室效应。 

（3） 产生粉尘。 2.热机产生噪音。

热机

课堂练习:

1.四冲程汽油机的工作过程由( ).( ).( ).( )四个冲程组成的. 2.四冲程汽油机,由机械能转化为内能的是( )冲程,做功冲程是( )能转化为( )能.

3.汽油机吸入汽缸的是( ),点火方式是( ). 柴油机吸入汽缸的是( ),点火方式是( ). 4.某四冲程汽油机飞轮的转速是3600R/min, 则它每秒钟对外做功( )次 .

热机

5、压缩冲程混合气体内能增大的原因是什么？

答：活塞压缩混合气体做功，机械能转变为混合气体的内能。 

6、做功冲程中，气体的内能如何转化？为什么被称为做功冲程？

答：混合气体爆发性燃烧，化学能转变为内能；燃烧产生的高 温高压气体迅速膨胀，推动活塞运动，内能转变为机械能。 7、在吸气冲程、压缩冲程、排气冲程活塞为什么会运动？ 答：在做功冲程，飞轮获得足够的动能而高速转动，在吸气、 压缩、排气三个冲程中，活塞的运动都是靠飞轮的惯性来完成的。 

8、排气后，下一个工作过程是什么冲程？ 答：吸气冲程 

9、当燃油还没有燃烧做功的时候，活塞是怎样动起来的？ 答：通常是先接通了启动机(电动机)，用启动机带动活塞动起 来。也可用手柄，人工摇动手柄带动活塞起动。