燃气循环中的压缩过程及其影响

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：表2-9 图2-23中各点的状态1.压缩过程燃料-空气循环中，对空气、燃料蒸气和残留废气的混合气进行压缩。此时燃烧生成物H2O和CO2各为13%和10%左右，这些气体的质量热容大于空气的质量热容。因此，燃烧后的温度和压力与空气标准循环相比，仅为47%和38%左右。

根据在前面燃料-空气循环中压力和容积的假设，所计算结果的做功例子如图2-23所示。燃料-空气循环是燃料为辛烷（C₈H₁₈）、压缩比为8、空气过量系数λ=0.83的奥托循环，各点的压力、温度和热效率见表2-9。初始状态1点的压力和混合气温度分别为p₁=101.3kPa、T₁=333K（60℃），残留废气所占质量比率为f=0.05。

表2-9 图2-23中各点的状态

1.压缩过程

燃料-空气循环中，对空气、燃料蒸气和残留废气的混合气进行压缩。混合气的质量热容大于空气的质量热容，随压缩温度的增大，质量热容也随着增加，在压缩过程末期混合气的温度和压力比空气标准循环减少约15%。

2.燃烧

燃料-空气循环中，假设燃烧在瞬间发生。此时燃烧生成物H₂O和CO₂各为13%和10%左右，这些气体的质量热容大于空气的质量热容。另外，温度越高，质量热容越大，因此燃烧气体的质量定容热容比空气的质量热容0.716kJ/（kg·K）大，约上升到1.0kJ/（kg·K）。尤其是，根据化学平衡公式，在空燃比12附近发生CO₂为10%～20%、H₂O为5%左右的热分解反应，燃料发热量的有效热量仅为70%左右。

因此，燃烧后的温度和压力与空气标准循环相比，仅为47%和38%左右。

3.膨胀过程

膨胀过程虽然为绝热过程，但计算时仍应考虑随温度降低导致的燃烧气体质量热容的变化。

4.放热

虽为定容放热，此时也要考虑随温度的降低而导致的质量热容变化。此时，对于放热量的计算，燃烧气体的质量定容热容应取用定容放热过程初期和末期之间平均温度的质量热容，这样可以减少误差。

燃气循环中的压缩过程及其影响

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