一 热机分类
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热机初三物理知识点总结知识点总结1、热机的定义:凡是能够利用燃料燃烧时放出的能来做机械功的机器就叫做热机。
2、热机的分类:内燃机和外燃机;3、热机的四个冲程:吸气冲程,压缩冲程,做功冲程,排气冲程;4、内燃机:柴油机和汽油机,通过将内能转化为机械能;5、汽油机:用汽油作燃料的内燃机,进气门,排气门,火花塞,气缸,活塞,连杆,曲轴组成,由火花塞点火;6、柴油机:用柴油作燃料的内燃机,构造:进气门,排气门,喷油嘴,气缸,活塞,连杆,曲轴组成,压燃式点火;7、冲程:活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程,在做功冲程燃气对活塞做功,内能转化为机械能,其余三个冲程利用飞轮的惯性来完成。
8、热机的效率:热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。
公式:η=W有用/Q总=W有用/qm。
常见考法主要以选择题、填空题的形式考查热机的四个冲程,以计算题的形式考查热机的效率。
误区提醒提高热机效率的途径:使燃料充分燃烧尽量减小各种热量损失机件间保持良好的润滑、减小摩擦。
【典型例题】一辆汽车的发动机输出功率为66.15kw,每小时耗(柴)油14kg,请计算发动机的效率(柴油的燃烧值为4.3×107J/kg)。
解析:计算发动机的热效率可根据热机效率的定义,先求出发动机做的有用功和消耗的燃料完全燃烧放出的能量。
然后再求效率。
答案:发动机每小时做的功W=Pt=66150W×3600s=2.38×108J完全燃烧14kg柴油放出的能量Q总=4.3×107J/kg×14kg=6.02×108J 做有用功的能量Q有=W=2.38×108J发动机的效率是39.5%。
感谢您的阅读,祝您生活愉快。
物理九年级下册热机的知识点热机的知识点引言:热机是指将热能转化为机械能的设备,广泛应用于我们的生活中。
在九年级物理的学习中,我们需要掌握热机的工作原理、性能参数以及其它相关知识点。
本文将着重介绍九年级下册物理中关于热机的重要知识点。
一、热机的分类热机按照工作方式可分为内燃机和外燃机。
内燃机是指在燃烧室内直接发生燃烧,将高温燃烧气体推动活塞做功的一类热机,常见的汽车发动机就是内燃机的典型例子。
外燃机则是在燃烧室以外进行燃烧,将产生的热能通过传导、对流和辐射等方式传递给工质来做功,蒸汽机就是一种典型的外燃机。
二、工作原理热机的工作原理基于热力学第一定律和第二定律,其中关键的环节是热能转化为机械能。
热机通常由热源、工作物质和冷源组成。
热源提供热能,使工作物质经历膨胀过程,将热能转化为机械能,完成对外界的做功。
而冷源则吸收工作物质放出的废热,使工作物质重新回到初始状态。
三、热机的性能参数1. 热机效率:用来衡量热能转化为机械能的效率,定义为做的功除以所吸收的热能。
热机效率通常用百分比表示,高效率的热机意味着更多的热能被转化为机械能,功利性能更好。
2. 热力比:指热机中吸热与放热的比例关系,定义为吸热量与放热量之比。
热力比越大,热机的性能越好。
四、卡诺热机卡诺热机是一种理想化的热机,它由两个等温过程和两个绝热过程构成。
卡诺热机的独特之处在于其高效率和无限可逆的特性。
研究卡诺热机有助于我们深入理解热机的工作原理和性能。
五、热机的应用热机广泛应用于各个领域,如能源、交通、工业等。
内燃机作为汽车、机械设备的动力源得到了广泛的应用。
蒸汽机则被广泛应用于发电厂、炼油厂等大型工业场所。
六、热机的发展与前景随着工业技术和能源需求的不断增长,热机的发展也在不停地演进。
新型的热机技术正在研究和应用当中,如燃料电池、热电机等。
这些新技术将更高效地转化热能为机械能,减少能源的消耗和环境的污染,具有广阔的发展前景。
结论:热机作为将热能转化为机械能的重要设备,在我们的生活中扮演着重要的角色。
人教版九年级物理章节知识点解析:热机14.1热机1.热机【知识点回忆】煤炭、汽油和柴油等燃料熄灭时,将贮存的化学能转化为蒸汽或燃气的内能,各种将蒸汽或燃气的内能转化为机械能的发起机称为热机.热机的种类分为:①蒸汽机;②内燃机;③汽轮机;④喷气发起机.其中内燃机是热机的一种,是燃料在汽缸内熄灭的热机.内燃机分为汽油机和柴油机.一、汽油机:〔1〕结构:进气门、排气门、气缸、火花塞、曲轴、连杆等.〔2〕任务原理:在气缸内熄灭汽油,生成高温高压的燃气〔化学能→内能〕,使燃气推进活塞做功〔内能→机械能〕.〔3〕冲程:活塞在往复运动中从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程.〔4〕任务进程:少数汽油机是由吸气、紧缩、做功〔熄灭-收缩做功〕和排气冲程的不时循环来保证延续任务的.〔5〕任务进程中能量的转化:①紧缩冲程:机械能→内能;②做功冲程:先是化学能→内能,再由内能→机械能.〔6〕汽油机任务的四个冲程中,只要做功冲程是燃气对活塞做功,其它三个冲程要靠飞轮的惯性来完成.在末尾运转时,要靠外力先使飞轮和曲轴转动起来,由曲轴经过连杆带动活塞运动,以后,汽油机才干自己任务.二、柴油机:〔1〕结构:与汽油机相似,区别在于柴油机顶部没有火花塞,而有一个喷油嘴.〔2〕任务原理:与汽油机相反.〔3〕任务进程:与汽油机相似.〔4〕柴油机启动时也要靠外力使飞轮和曲轴转动起来.〔5〕特点与运用:特点:柴油比汽油廉价,但柴油机比拟轻巧.运用:载重汽车、拖延机、坦克、火车、轮船以及发电机.【命题方向】第一类常考题:关于热机错误的说法是〔〕A.应用内能来做功的机器叫热机B.蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发起机都叫热机C.一切热机的任务进程都包括四个冲程D.用来做有用功的那局部能量和燃料完全熄灭放出的能量之比叫做热机的效率剖析:应用燃料熄灭取得的内能来任务的机器叫热机;热机包括:蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发起机;热机的效率指的是用来做有用功的那局部能量和燃料完全熄灭放出的能量之比.解:A、热机就是应用热来任务的机器;B、蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发起机都叫热机;C、热机并不都是4冲程的,也有2冲程的;D、用来做有用功的那局部能量和燃料完全熄灭放出的能量之比叫热机的效率.应选C.剖析:此题考察的是我们对热机的了解,是一道基础题.第二类常考题:柴油机和汽油机在结构上的主要区别是:柴油机气缸顶部有,汽油机气缸顶部有,在吸气冲程中的不同是:汽油机吸入气缸里的是,柴油机吸入气缸里的是.剖析:柴油机和汽油机的主要区别:〔1〕汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体,在紧缩冲程中,机械能转化为内能,内能增大,温度降低,汽油机气缸顶端有个火花塞,此时火花塞喷出电火花,扑灭汽油,发生高温高压的燃气推进活塞做功.〔2〕柴油机在吸气冲程中吸入空气,在紧缩冲程中,机械能转化为内能,空气的内能增大;柴油机气缸顶端有个喷油嘴,此时喷油嘴喷出雾状的柴油,柴油遇到高温的空气,到达着火点而熄灭,扑灭方式是压燃式.熄灭发生高温高压的燃气推进活塞做功.柴油机的紧缩比例更大、温度更高、做功更多,效率更高.解:〔1〕汽油机和柴油机在结构上的区别是:汽油机顶部有个火花塞,柴油机顶部有个喷油嘴;〔2〕在吸气冲程里,汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物,而柴油机吸入的是空气.故答案为:喷油嘴;火花塞;空气与汽油的混合物;空气.点评:总结汽油机和柴油机的异同点:①相反点:四个冲程相反,能的转化相反;②不同点:①吸入的物质不同;②结构不同;③压强不同,效率不同;④点火方式不同.【解题方法点拨】〔1〕汽油机的柴油机的区别在于:结构不同,汽油机为火花塞,柴油机为喷油嘴;吸入物质不同,汽油机吸入汽油和空气的混合物,柴油机吸入的是空气;汽油机为扑灭式,柴油机为压燃式;效率上下不同,汽油机效率低,比拟轻巧,柴油机效率高,比拟轻巧.〔2〕内燃机各冲程之间的联络:内燃机的吸气、紧缩、做功、排气四个冲程合在一同叫内燃机的一个任务循环,从以上可以看出,内燃机的四个冲程中只要做功冲程燃气对外做功,其它三个冲程不做功,靠飞轮的惯性来完成,而且还要消耗做功冲程提供的机械能,但这三个冲程也必不可少,它们辅佐做功冲程完成做功,即内燃机的一个任务循环,活塞往复两次,曲轴转动2周,在各冲程的相互协助下,对外做功一次.2.内燃机的四个冲程【知识点回忆】内燃机是热机的一种,是燃料在汽缸内熄灭的热机.内燃机分为汽油机和柴油机.〔1〕汽油机的任务原理:燃料在汽缸中熄灭时,将存储的化学能转变为高温高压的燃气〔蒸汽〕的内能,又经过燃气〔蒸汽〕推进活塞做功,由内能转变为机械能.〔2〕汽油机的任务流程:内燃机经过吸气、紧缩、做功、排气四个冲程不时循环来保证延续任务的,如图.①吸气冲程:进气门翻开,排气门封锁.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缸.②紧缩冲程:进气门和排气门都封锁,活塞向上运动,紧缩汽缸内燃料混合物,温度降低.③做功冲程:在紧缩冲程末尾,火花塞发生电火花,使燃料猛烈熄灭,发生高温高压的燃气,高温高压气体推进活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功.④排气冲程:进气门封锁,排气门翻开,活塞向上运动,把废气排出气缸.〔3〕任务进程中能量的转化:①紧缩冲程:机械能→内能;②做功冲程:先是化学能→内能,再由内能→机械能.〔4〕柴油机是以柴油为燃料的内燃机,在任务时与汽油机任务原理相反.区别:①在吸气冲程里吸进气缸的只要空气,而汽油机吸进的是汽油和空气的混合物;②在紧缩冲程里,活塞把空气的体积紧缩得很小,空气的压强更大,温度更高;③点火方式:柴油机-压燃式;汽油机-扑灭式.【命题方向】第一类常考题:以下流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个任务循环及触及到的主要能量转化状况.关于对图中①②③④的补充正确的选项是〔〕A.①做功冲程②内能转化为机械能③紧缩冲程④机械能转化为内能B.①紧缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能C.①紧缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能D.①做功冲程②机械能转化为内能③紧缩冲程④内能转化为机械能剖析:热机的四个冲程:吸气冲程、紧缩冲程、做功冲程、排气冲程.紧缩冲程中机械能转化为内能;做功冲程中内能转化为机械能.解:热机的四个冲程,吸气冲程、紧缩冲程、做功冲程、排气冲程.紧缩冲程中,活塞上升紧缩气缸内的气体,使气体内能增大,即机械能转化为内能;做功冲程中,高温高压的燃气推进活塞向下运动,内能转化为机械能.应选:C.点评:此题要结合内燃机的四个冲程特点和冲程中的能量转化关系停止解答.第二类常考题:如下图是四冲程汽油机的一个任务循环表示图,其中属于做功冲程的是〔〕A.B.C.D.剖析:汽油机的四个冲程是吸气、紧缩、做功和排气冲程.吸气冲程进气阀翻开,排气阀封锁,活塞向下运动;紧缩冲程两个气阀都封锁,活塞向上运动;做功冲程两个气阀都封锁,活塞向下运动;排气冲程排气阀翻开,进气阀封锁,活塞向上运动.解:A、两个气阀都封锁,活塞向上运动,所以是紧缩冲程;B、一个气阀翻开,活塞向上运动,所以是排气冲程;C、两个气阀都封锁,活塞向下运动,所以是做功冲程;D、一个气阀翻开,活塞向下运动,所以是吸气冲程.应选C.点评:考察了内燃机的四个冲程的判别,处置此题需求结合内燃机的四个冲程任务特点停止剖析解答.【解题方法点拨】依据各冲程的特点确定是哪一个冲程,普通从2个方面打破:①看进气门和排气门的开、闭.进气门开的为吸气冲程,排气门开的为排气冲程,进气门和排气门都闭合为紧缩或做功冲程②看活塞的运动方向.活塞向下运动为吸气或做功冲程,活塞向上运动为紧缩或排气冲程.。
九年级物理热机知识点热机是指将热能转化为机械能的装置。
在九年级物理课程中,学生需要了解和掌握与热机相关的一些基本概念和原理。
以下是九年级物理热机知识点的详细介绍:一、热机的分类和定义热机主要分为两类:内燃机和蒸汽机。
内燃机利用可燃物质在燃烧时释放的热能进行工作,而蒸汽机则利用水蒸汽的膨胀来实现能量转化。
热机的定义是指将热能转化为机械能的装置。
二、热力学第一定律热力学第一定律也被称为能量守恒定律。
它指出,在一个物体或系统中,能量的增加等于从外界得到的热量减去所做的功。
公式表达为:ΔU = Q - W,其中ΔU为系统内能的改变量,Q为从外界传递给系统的热量,W为系统对外做的功。
三、热力学第二定律热力学第二定律是关于热能转换的方向和效率的定律。
根据这个定律,不可能将热量完全转化为机械能而不产生其他影响。
热机的效率可以用以下公式计算:η = W/Qh,其中η为热机的效率,W为热机所做的功,Qh为热机从高温热源吸收的热量。
四、卡诺循环卡诺循环是一种理想的热机循环,由两个等温过程和两个绝热过程组成。
它是所有可能工作在相同高温和低温热源之间的热机中效率最高的。
卡诺循环的性质使得它成为理论上评价其他实际热机性能的基准。
五、热力学温标热力学温标是一种用来度量温度的标尺。
摄氏温标和开氏温标是常用的热力学温标。
摄氏温标以0°C为冰点,以100°C为沸点;开氏温标以0K为绝对零度,与摄氏温度之间的关系为:T(K) =t(°C) + 273.15。
六、热机的热效应与功效应热机的热效应指的是热机从高温热源吸收热量的过程,而功效应指的是热机对外界做功的过程。
根据热力学第一定律,功效应等于热效应减去热机内部的能量损失。
七、机械效率与热效率机械效率是指热机从热能到机械能的转换效率,可以通过功效应与热效应之比来计算;热效率是指热机从热能到机械能和散热能的综合转换效率,可以通过实际做的功与热机吸收的热量之比来计算。
必备的初三上册物理第14章复习要点:热机
知识点对冤家们的学习十分重要,大家一定要仔细掌握,查字典物理网为大家整理了2021必备的初三上册物理第14章温习要点:热机,让我们一同窗习,一同提高吧!
1、热机:
定义:热机是应用内能来做功,把内能转化为机械能的机器。
热机的种类:蒸汽机、内燃机(汽油机和柴油机)、汽轮机、喷气发起机等
2、内燃机:
内燃机活塞在汽缸内往复运动时,从气缸的一端运动到另一端的进程,叫做一个冲程。
四冲程内燃机包括四个冲程:吸气冲程、紧缩冲程、做功冲程、排气冲程。
在单缸四冲程内燃机中,吸气、紧缩、做功、排气四个冲程为一个任务循环,每个任务循环曲轴转2周,活塞上下往复2次,做功1次。
在这四个冲程中只要做功冲程是燃气对活塞做功,而其它三个冲程(吸气冲程、紧缩冲程和排气冲程)是依托飞轮的惯性来完成的。
紧缩冲程将机械能转化为内能。
做功冲程是由内能转化为机械能。
3、汽油机和柴油机的比拟:
①汽油机的气缸顶部是火花塞;
柴油机的气缸顶部是喷油嘴。
②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物;
柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。
③汽油机做功冲程的点火方式是扑灭式;
柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。
④柴油机比汽油及效率高,比拟经济,但轻巧。
⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅佐启动。
只需这样踏踏实实完成每天的方案和小目的,就可以自若地应对新学习,到达久远目的。
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初中九年级物理热机知识点热机是一种将热能转化为机械能或电能的装置。
在初中物理学中,学生需要了解一些与热机相关的知识点。
下面将介绍一些初中九年级物理热机的基本知识。
1. 热机的分类热机根据能量转化方式的不同可以分为两类:热力循环热机和热力非循环热机。
热力循环热机是通过循环过程将热能和机械能相互转化,如蒸汽机、汽车发动机等;而热力非循环热机一次性将热能转化为机械能,如火箭发动机。
2. 卡诺循环卡诺循环是热力循环热机的理论模型,用来分析热机的效率。
卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。
等温过程中热机从高温热源吸收热量,绝热过程中热机对外做功或被外界做功,等温过程中热机将热量释放到低温热源。
卡诺循环的效率是热机效率的上限。
3. 热机效率热机效率是热机输出的有效功率与输入的热能之比。
热机效率可以通过以下公式计算:η = 1 - (Tc/Th),其中Tc为低温热源的绝对温度,Th为高温热源的绝对温度。
根据这个公式可以得出,热机的效率越高,热机对热量的利用就越充分。
4. 热机的工作原理热机的工作原理基于热量的传递和热膨胀性质。
当热源加热热机时,热量会导致工作物质的温度升高,从而引起热机的扩张。
热机利用这种扩张来产生机械能或电能。
在工作过程中,热机会将一部分热能转化为功,而剩余的热能则以热量形式释放到冷源中。
5. 热机效率的影响因素热机效率受到多种因素的影响,其中包括热源温度、冷源温度和机械部件的摩擦损失等。
热源温度越高、冷源温度越低,热机效率越高。
而机械部件的摩擦损失会导致一部分热量无法利用,从而降低热机效率。
6. 热机的应用热机广泛应用于我们的日常生活中,如汽车发动机、火车机车、发电厂的汽轮机等。
热机的应用使我们能够将燃料的热能转化为电能或机械能,为社会的发展提供了强有力的支持。
7. 热机的发展随着科技的不断进步,热机也在不断发展。
传统的燃油热机逐渐被新能源热机所替代,如电动汽车等。
新能源热机利用太阳能、地热能等可再生能源来取代传统的燃料,以减少对环境的污染。
九年级物理知识点总结热机九年级物理知识点总结——热机热机是我们生活中经常接触到的一种设备,比如汽车、火车、发电厂等都是热机。
那么,什么是热机呢?热机是通过能量的转化将热能转化为机械能的设备。
在九年级的物理学习中,我们学习了一些与热机相关的知识点,接下来,我们来总结一下这些知识点。
一、热机的工作原理热机的工作原理主要涉及热能和机械能之间的相互转化。
通常,热机通过燃烧燃料产生热能,然后将热能转化为机械能。
这个过程中,涉及到热源、工作物质、工作物理和冷源四个基本要素。
1. 热源:热机的工作必须要有一个高温热源,它提供了热能。
常用的热源有煤、油、天然气等。
2. 工作物质:热机的工作物质往往是气体,其中最常用的是空气。
工作物质在热源的加热下膨胀,然后通过特定的装置将膨胀产生的功转化为机械能。
3. 工作物理:在热机中,工作物理起到一个媒介的作用,它使得热量能够从热源传递给工作物质。
常见的工作物理有水、油等。
4. 冷源:热机的工作过程中,需要有一个低温的地方来吸收热量,这个地方就是冷源。
常见的冷源有河水、海水等。
总而言之,热机通过加热工作物质使其膨胀,然后利用膨胀产生的功将热能转化为机械能。
二、热机的分类根据热机的工作原理和应用范围的不同,热机可以分为内燃机和蒸汽机两大类。
1. 内燃机:内燃机是指将燃料在氧气的存在下发生燃烧,产生高温高压气体,并将其直接作用于活塞或涡轮叶片,推动活塞或涡轮旋转。
汽车、摩托车、船舶等都是内燃机的应用。
2. 蒸汽机:蒸汽机是利用水蒸气的膨胀力来推动活塞或涡轮旋转的热机。
一般通过加热水生成蒸汽,然后将蒸汽压力转化为机械能。
发电厂中的汽轮机就是蒸汽机的一个具体应用。
三、热机效率热机效率是衡量热机工作性能好坏的一个重要指标。
热机效率是指热机输出的机械能与输入的热能之比。
我们用η表示热机效率,可用以下公式来计算:η = 1 - (Tc/Th)其中,Th为热源的温度,Tc为冷源的温度。
从公式中可以看出,热机效率与热源温度和冷源温度的差值有关,温差越大,热机效率越高。
热机物理知识点总结初中热机是一种将热能转化为机械能的装置,是初中物理课程中的重要内容。
本文将对热机的基本原理、类型、工作原理以及效率等知识点进行总结。
# 热机的基本原理热机工作的基本原理是利用燃料燃烧产生的热能,通过一定的方式转化为机械能。
这个过程通常包括燃烧、传热、膨胀和冷却等步骤。
热能不能直接做功,它需要通过工作介质(如气体)来传递和转换。
# 热机的类型热机的种类很多,但根据工作方式的不同,主要可以分为以下几种:1. 往复式热机:这种热机通过活塞在气缸内往复运动来产生机械能,典型的代表是内燃机。
2. 旋转式热机:通过燃料燃烧产生的热能使转子旋转,从而得到机械能,如燃气轮机。
3. 喷气发动机:利用燃料燃烧产生的高速气流直接推动发动机工作,常见于飞机的推进系统。
# 热机的工作原理以最常见的往复式热机——内燃机为例,其工作原理可以分为四个基本冲程:1. 进气冲程:活塞从上死点向下死点运动,气缸内形成负压,吸入混合气。
2. 压缩冲程:活塞向上运动,将混合气压缩至高压状态,为燃烧做好准备。
3. 功冲程(爆炸冲程):点火装置点燃混合气,燃烧产生的高温高压气体推动活塞下行,对外做功。
4. 排气冲程:活塞再次向上运动,将燃烧后的废气排出气缸。
# 热机的效率热机的效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。
由于燃料不可能完全燃烧,且热机工作时会有各种热损失和机械损失,因此热机的效率通常较低。
提高热机效率的方法包括:1. 改善燃烧条件:使燃料与空气混合更充分,燃烧更完全。
2. 减少热损失:通过绝热材料和改进设计减少热量散失。
3. 减少机械摩擦:使用更好的润滑剂和精确的机械加工减少摩擦损失。
# 热机的应用热机广泛应用于工业、农业、交通运输和日常生活中。
例如,汽车、摩托车、发电机、船舶和飞机等都使用了不同类型的热机。
# 热机的环境保护热机工作时会产生废气和噪声,对环境造成影响。
因此,现代热机设计时需要考虑环保因素,如使用催化剂减少排放污染物、采用消声器降低噪声等。
热机综述一、热机的定义热机,即产生热能,而后将热能转化为对外做功的机械,热能的来源主要包括燃烧和核能,做功的形式主要为旋转和喷气。
符合以下2个特征的机械,即可称为热机:a)要产生热能;b)要有能够吸收热能,并将热能转化为对外做功的工质,一般是空气或水。
常见的热机有蒸汽机、蒸汽轮机、活塞内燃机、燃气涡轮机,若无特别说明,文中热机即指这4种常见热机。
二、热机的分类及特点一般将热机分为两大类,即内燃机和外燃机,其判别方式和特点分别如下。
1.内燃机若工质参与了产生热能的过程,即是内燃机。
以活塞内燃机、燃气涡轮机为代表,空气作为工质并参与燃烧,热能来源为燃烧,燃料一般为汽油、柴油、天然气、煤油等化石燃料。
其工作过程分为压缩空气、燃烧、燃气膨胀做功(活塞内燃机的这三个过程是间歇性的,燃气涡轮机的这三个过程是连续的),由于第一步是压缩空气,因此其起动需借助外力,外力一般为电动机、人力、空气涡轮、高速冲压或另一台内燃机。
2.外燃机若工质不参与产生热能的过程,即是外燃机。
以蒸汽机、蒸汽轮机为代表,水作为工质,热能来源可以是核能,也可以是燃烧,燃料不限,可以使用煤、重油、木材、可燃垃圾等,还可以使用太阳能和地热。
其工作过程分为加热水,水蒸气膨胀做功,无需借助外力起动。
虽然起动不需要借助外力,但相比内燃机,起动时间长得多。
三、热机的主要用途热机的作用就是输出功率,目前,热机的主要用途包括:a)作为发电机的动力,包括所有核电站、火电站,以及几乎所有移动式发电车和备用发电机;b)作为交通工具的动力,包括绝大部分无轨动力车辆、飞机、船舶,以及少量火车;c)作为地面作业设备的动力,驱动水泵、风机、液压泵等。
四、常见热机介绍本文从出现顺序,依次介绍4种常见的热机。
1.蒸汽机蒸汽机于17世纪末出现在英国,18世纪初完善,催生了第一次工业革命,从驱动地面设备,逐步应用到船舶,火车,火电站,甚至汽车。
现在看来,蒸汽机确实笨重、低效,目前也确实已被活塞内燃机、蒸汽轮机和燃气涡轮机取代。
一、热机和内燃机1.内能的利用方式:利用内能来加热:实质是内能的转移,即热传递。
利用内能来做功:实质是内能的转化,即内能转化为机械能。
2.热机:通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。
蒸汽机是最早的热机。
1769年,瓦特改进、完善了蒸汽机,解决了动力传输问题,才使蒸汽机成为带动其他机器运转的动力机器。
蒸汽机的工作物质:高温高压的水蒸汽;活塞式内燃机的工作物质:高温高压的燃气。
热机的种类:蒸汽机(水蒸汽推动汽缸中的活塞运动)、汽轮机(水蒸汽驱动叶轮转动)、内燃机(汽油机和柴油机)、喷气发动机、火箭发动机等。
3.活塞式内燃机:燃料在汽缸内燃烧,产生的燃气直接推动活塞做功的热机。
常见活塞式内燃机:汽油机、柴油机。
活塞在往复运动中从气缸的一端运动到另一端,叫做一个冲程。
汽油机、柴油机的一个工作循环包括四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,属于四冲程内燃机,其中只有做功冲程燃气推动活塞做功,而其它三个冲程是靠飞轮转动的惯性来完成的。
内燃机的一个工作循环中,活塞往复运动2次,曲轴转动2周,带动飞轮转动2转,做功1次,共完成4个冲程。
若飞轮nr/s ,则在每秒内,活塞往复运动n 次,曲轴转n 周,做功0.5 n 次,共完成2n 个冲程。
压缩冲程:机械能转化为内能。
做功冲程:内能转化为机械能。
4.汽油机和柴油机的比较:①汽油机的汽缸顶部是火花塞;柴油机的汽缸顶部是喷油嘴(在压缩冲程结束时,由喷油嘴向汽缸内喷射雾状柴油)。
②汽油机吸气冲程吸入汽缸的是汽油和空气的混合物;柴油机吸气冲程吸入汽缸的是空气。
③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式(在压缩冲程结束时,火花塞产生电火花); 柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。
④内燃机的效率与压缩比、燃料的燃烧温度有关。
柴油机汽缸的压缩比比汽油机更高,在压缩冲程末,柴油机把吸入的气体压缩得体积比汽油机更小,压强更大,温度也更高。
柴油机优点是能源利用率高,燃烧充分,油耗低,效率高,排放低,结构简单,可靠性高,经济,但功率小,发动机转速比较低(柴油发动机最高3500转,但汽油机最高可达6500转),笨重。