燃气轮机-热力循环(PPT34页)

第一章燃气轮机及其热力循环1-1概述燃气轮机简介；特点及应用；√1-2燃气轮机热力性能指标√热力参数（压比、温比）；性能参数（比功和功率、热效率、耗油率和热耗率等）1-3燃气轮机的简单循环1-4燃气轮机热力循环计算(自学为主)1-5提高燃气轮机热力性能的途径1-3燃气轮机的简单循环在工质流动的主要流程中，只有压气机、燃烧室和涡轮三大件组成——简单循环一、稳定流动能量方程式在燃气轮机中的应用任何热机必须依靠工质经过一系列热力过程完成一个循环，才能连续不断地对外做功。在燃气轮机中，工质要完成压缩、加热、膨胀以及放热等热力过程，必需连续不断地流进和流出设备。进行热力学分析时，视稳定工作时工质的流动为稳定流动，各能量间相互转化关系服从稳定流动能量方程式。复习内容1、什么是稳定流动？其条件是什么？所谓稳定流动，就是热力系统在任何截面上，工质的一切参数都不随时间而变。稳定流动的条件：（1）进出口工质的热力状态不随时间而变；（2）进出口工质的流量相等且不随时间而变；（3）系统与外界交换的一切能量不随时间而变。2、什么是滞止现象？滞止参数？滞止现象：当流动工质受到阻碍而使工质流速降为零时所发生的现象。滞止参数：通过可逆绝热压缩过程使工质流速降为零时所得到的参数。滞止焓或总焓i*滞止温度或总温T*滞止压力或总压p*静参数滞止参数稳定流动能量方程式忽略燃气轮机进出口的位能差引入滞止焓对于燃气轮机中的各热力过程都是适用的。工质吸收的热量焓差动能差位能差理论轴功稳定流动所有工质简单循环理想简单循环实际简单循环讨论影响循环动力性和经济性的因素利用热力学中的p-v图和T-s图研究循环二、理想简单循环假设条件：工质为理想气体；热力过程均是可逆的，无能量损耗；工质的比热容和流量不变。组成：2个可逆绝热过程2个可逆定压过程1-2s等熵压缩2s-3s等压加热3s-4s等熵膨胀4s-1等压放热1、分析热力过程①1-2s压气机中的可逆绝热压缩过程压气机消耗的功用来压缩气体，称为压缩功Lcsq1-2s=0理想气体定比热②2s-3s燃烧室中的等压加热过程与外界没有功的交换L2s-3s=0；q1从外界吸收的热量为q1③3s-4s涡轮中进行可逆绝热膨胀过程q3s-4s=0工质在涡轮中膨胀做功，称为膨胀功LTs④4s-1大气中的等压放热过程与外界没有功的交换L4s-1=0；向外界放出的热量为q2q1q2讨论循环的比功和热效率。2、理想简单循环的比功Ls循环比功Ls=LTs-LCs=q1-q2=qs讨论影响循环比功的因素=cpT1*[*(1-*-m)-(*m-1)]=f(*,*)影响理想简单循环循环比功Ls的重要因素：压比*和温比*影响规律：L1*L4*1*2*3*4**教材（1-24）式中间有误，改正！3、理想简单循环的热效率s循环热效率s=Ls/q1=qs/q1=1-q2/q1=1-*-m=f(*)q1q24、理想简单循环的有用功系数=1-*m/*=f(*，*)三、实际简单循环特点：热力过程中有各种能量损耗，是不可逆的；工质的热力性质和数量因燃烧而变。假定条件（为便于与理想循环比较）：①具有相同的压比C*和初始温度T1*；②涡轮前燃气初温相同，T3*=T3s*；③环境参数均为p0、T0，即p1*=p0、T1*=T0。压缩膨胀燃烧加热放热1、实际与理想简单循环的区别分析热力过程：（1）进气过程1-1ˋ(进气道、空滤器）流动阻力压力降低但总温不变（2）压缩过程1ˋ-2绝热但存在能损，熵增加空气绝热指数相同压比下，理想压缩过程与实际压缩过程所耗功的比值，即为（3）燃烧过程2-3存在摩擦和热阻力，总压有所降低燃烧不完全，燃烧效率B<1.0(0.90~1.0)实际吸热量降低q1=q1sB（4）膨胀过程3-4绝热但存在能损，熵增加膨胀终了的压力大于环境压力，即燃气绝热指数绝热膨胀效率：相同的膨胀比下，实际膨胀过程与理想膨胀过程所作功的比值。涡轮的实际膨胀比T*（5）排气过程4-1（6）工质流量变化（燃烧）1、实际与理想简单循环的区别综合分析结果：由于各种不可逆因素的存在，机组性能变差。（1）压气机耗功LC增大、涡轮膨胀功LT减少，从而使机组比功Li降低，即：LC=LCs/C*↑LT=LTsT*↓Li=LT-LC