混合加熱循環(huán)特性參數(shù)

引入循環(huán)特性參數(shù)。

壓縮比

定容升壓比 λ

定壓預(yù)脹比

為有利于研究分析影響循環(huán)熱效率的主要因素，將實(shí)際循環(huán)簡(jiǎn)化為理想循環(huán)。理想循環(huán)基于以下假設(shè)。

（1）取消進(jìn)、排氣過(guò)程，使循環(huán)中工質(zhì)處于封閉系統(tǒng)，進(jìn)行閉合循環(huán)，循環(huán)的工質(zhì)質(zhì)量為

（2）循環(huán)中工質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不變，即認(rèn)為循環(huán)中不發(fā)生燃料燃燒的化學(xué)反應(yīng)，而用工質(zhì)從外界的定容吸熱和定壓吸熱過(guò)程替代燃油的燃燒放熱過(guò)程。

（3）忽略壓縮和膨脹過(guò)程中工質(zhì)向缸壁、活塞頭部的傳熱，將壓縮與膨脹視為絕熱過(guò)程。

（4）用定容放熱過(guò)程代替排氣過(guò)程。

（5）循環(huán)為可逆，比熱為定值。

上面理想循環(huán)的假設(shè)可知，理想循環(huán)熱效率要比實(shí)際循環(huán)高，因此它可以看作實(shí)際循環(huán)熱效率的極限，為熱機(jī)工作的改進(jìn)提供了依據(jù)。

現(xiàn)代柴油機(jī)采用噴油泵和噴油器將燃油在壓縮沖程上止點(diǎn)前噴進(jìn)汽缸，由于高壓燃油（供油壓力80 MPa~150 MPa）經(jīng)細(xì)小如針孔的噴孔擠出時(shí)受到強(qiáng)烈的摩擦、擾動(dòng)以及汽缸內(nèi)壓縮空氣的阻力，燃油被粉碎成霧狀。在燃燒室中，細(xì)微的燃油被高溫壓縮空氣加熱而蒸發(fā)、與空氣形成可燃混合氣，當(dāng)某處燃油達(dá)到自燃點(diǎn)（約335℃），燃油燃燒，放出熱量而引燃燃燒室中所有可燃混合氣。燃油在上止點(diǎn)前噴入汽缸到火苗出現(xiàn)的這段時(shí)間，稱為“滯燃期”。滯燃期內(nèi)積累的燃油量在活塞位于上止點(diǎn)附近的一瞬間燃燒放熱，工質(zhì)壓力在一瞬間上升到6 MPa~8 MPa，使理想循環(huán)可以認(rèn)為這部分熱量是在定容下加入的；而火苗出現(xiàn)后噴入的燃油由于隨噴隨燒，此時(shí)活塞已向下止點(diǎn)方向運(yùn)動(dòng)，燃燒放熱量使汽缸在容積增大時(shí)保持定壓。理想循環(huán)可以認(rèn)為這部分燃油放熱量在定壓下加入。燃燒終了時(shí)，工質(zhì)溫度可達(dá)1400℃~1800℃。由于兼有定容加熱和定壓加熱過(guò)程，所以現(xiàn)代機(jī)械噴射柴油機(jī)的理想循環(huán)稱為混合加熱循環(huán)。燃燒過(guò)程為燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿倪^(guò)程。

混合加熱循環(huán)1-2-3-4-5-1中，工質(zhì)從高溫?zé)嵩吹奈鼰崃?

式中

循環(huán)中工質(zhì)向低溫?zé)嵩吹姆艧崃繛?-1過(guò)程中的定容放熱量

將循環(huán)各特征點(diǎn)的溫度寫成

由上式可見(jiàn)，混合加熱循環(huán)的熱效率隨壓縮比ε增加而增加，隨定容升壓比λ增加而增加，隨定壓預(yù)脹比減小而增加。

混合制冷劑循環(huán)流程主要有以下幾種：

1. 單循環(huán)流程：SMR——單混合制冷劑流程；

2. 雙循環(huán)流程：C3MR——丙烷預(yù)冷混合制冷劑流程；DMR——雙混合制冷劑流程；

3. 三循環(huán)流程：AP-X^TM——C3MR N₂膨脹流程；MFC——混合制冷劑級(jí)聯(lián)流程；PMR——并聯(lián)混合制冷劑流程。

混合制冷劑循環(huán)優(yōu)點(diǎn)

（1）混合制冷劑是混合物，其吸熱沸騰過(guò)程是個(gè)變溫過(guò)程，這使得換熱器中熱流和冷流之間的傳熱溫差始終較低，因此換熱器的效率較高；

（2）可通過(guò)調(diào)節(jié)混合制冷劑的組分使流程適應(yīng)生產(chǎn)條件的變化。

混合制冷劑循環(huán)缺點(diǎn)

需要實(shí)現(xiàn)混合制冷劑在換熱器內(nèi)的均勻分布以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)臒峤粨Q。