02第二章燃?xì)廨啓C(jī)基本原理和計(jì)算

1、1:221 n第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 n第二節(jié)第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán)等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán) n第三節(jié)第三節(jié) 軸流式壓氣機(jī)原理和計(jì)算軸流式壓氣機(jī)原理和計(jì)算 n第四節(jié)第四節(jié) 燃料燃燒理論燃料燃燒理論 n第五節(jié)第五節(jié) 透平原理透平原理 第二章第二章 燃?xì)廨啓C(jī)基本原理和計(jì)算燃?xì)廨啓C(jī)基本原理和計(jì)算 1:222 n為什么現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)，尤其是三代以后的為什么現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)，尤其是三代以后的 燃?xì)廨啓C(jī)，在熱力參數(shù)上面要提倡壓氣機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)，在熱力參數(shù)上面要提倡壓氣機(jī) 高壓比，高渦輪前燃?xì)鉁囟?？壓氣機(jī)壓比高壓比，高渦輪前燃?xì)鉁囟?？壓氣機(jī)壓比 和渦輪前燃?xì)鉁囟鹊年P(guān)系？和

2、渦輪前燃?xì)鉁囟鹊年P(guān)系？ 提問：提問： 1:223 n通過燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)分析，就可以明白。通過燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)分析，就可以明白。 解答：解答： 本章學(xué)習(xí)完畢后，將前面的問題作為討論課的本章學(xué)習(xí)完畢后，將前面的問題作為討論課的 論點(diǎn)進(jìn)行討論。具體時(shí)間會(huì)在后面安排。請(qǐng)同學(xué)們論點(diǎn)進(jìn)行討論。具體時(shí)間會(huì)在后面安排。請(qǐng)同學(xué)們 醞釀！醞釀！ 討論課的題目：討論課的題目： 為什么提倡高壓比和高渦輪前燃?xì)鉁囟?？為什么提倡高壓比和高渦輪前燃?xì)鉁囟龋?1:224 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 一）、燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)過程一）、燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)過程 二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程

3、 三）、燃燒室中的加熱過程三）、燃燒室中的加熱過程 四）、透平（渦輪）中的膨脹過程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程 五）、工質(zhì)在大氣中自然放熱過程五）、工質(zhì)在大氣中自然放熱過程 六）、總結(jié)六）、總結(jié) 1:225 附加知識(shí)點(diǎn)：附加知識(shí)點(diǎn)： 燃?xì)廨啓C(jī)四個(gè)截面的氣體狀態(tài)參數(shù)符號(hào)燃?xì)廨啓C(jī)四個(gè)截面的氣體狀態(tài)參數(shù)符號(hào) 燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)示意圖燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 1、）、）1截面（壓氣機(jī)進(jìn)氣截面）截面（壓氣機(jī)進(jìn)氣截面） 氣流在此處的理想狀況的氣流在此處的理想狀況的 狀態(tài)參數(shù)符號(hào)：狀態(tài)參數(shù)符號(hào)： 溫度：溫度： 比容：比容： 壓強(qiáng)：壓強(qiáng)： )( 11ss tt s v1s p1 氣流在此處的實(shí)際狀況的氣流在此處的實(shí)際狀

4、況的 狀態(tài)參數(shù)符號(hào)：狀態(tài)參數(shù)符號(hào)： 溫度：溫度： 比容：比容： 壓強(qiáng)：壓強(qiáng)：)( 11 tt1 v 1 p 氣流在此處的狀態(tài)參數(shù)平均值：氣流在此處的狀態(tài)參數(shù)平均值： 溫度：溫度： 比容：比容： 壓強(qiáng)：壓強(qiáng)：)( * tt * v * p 1:226 附加知識(shí)點(diǎn)：附加知識(shí)點(diǎn)： 燃?xì)廨啓C(jī)四個(gè)截面的氣體狀態(tài)參數(shù)符號(hào)燃?xì)廨啓C(jī)四個(gè)截面的氣體狀態(tài)參數(shù)符號(hào) 燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)示意圖燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 2、）、）2截面（壓氣機(jī)出口截面，截面（壓氣機(jī)出口截面， 燃燒室進(jìn)口截面）燃燒室進(jìn)口截面） 氣流在此處的理想狀況的氣流在此處的理想狀況的 狀態(tài)參數(shù)符號(hào)：狀態(tài)參數(shù)符號(hào)： 溫度：溫度： 比容：比容： 壓強(qiáng)：壓強(qiáng)：)( 2

5、2ss tts v2 s p2 氣流在此處的實(shí)際狀況的氣流在此處的實(shí)際狀況的 狀態(tài)參數(shù)符號(hào)：狀態(tài)參數(shù)符號(hào)： 溫度：溫度： 比容：比容： 壓強(qiáng)：壓強(qiáng)：)( 22 tt2 v 2 p 氣流在此處的狀態(tài)參數(shù)平均值：氣流在此處的狀態(tài)參數(shù)平均值： 溫度：溫度： 比容：比容： 壓強(qiáng)：壓強(qiáng)：)( * tt * v * p 1:227 附加知識(shí)點(diǎn)：附加知識(shí)點(diǎn)： 燃?xì)廨啓C(jī)四個(gè)截面的氣體狀態(tài)參數(shù)符號(hào)燃?xì)廨啓C(jī)四個(gè)截面的氣體狀態(tài)參數(shù)符號(hào) 燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)示意圖燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 3、）、）3截面（燃燒室出口截面，截面（燃燒室出口截面， 透平進(jìn)口截面）透平進(jìn)口截面） 氣流在此處的理想狀況的氣流在此處的理想狀況的 狀態(tài)參數(shù)符

6、號(hào)：狀態(tài)參數(shù)符號(hào)： 溫度：溫度： 比容：比容： 壓強(qiáng)：壓強(qiáng)：)( 33ss tts v3 s p3 氣流在此處的實(shí)際狀況的氣流在此處的實(shí)際狀況的 狀態(tài)參數(shù)符號(hào)：狀態(tài)參數(shù)符號(hào)： 溫度：溫度： 比容：比容： 壓強(qiáng)：壓強(qiáng)：)( 33 tt3 v 3 p 氣流在此處的狀態(tài)參數(shù)平均值：氣流在此處的狀態(tài)參數(shù)平均值： 溫度：溫度： 比容：比容： 壓強(qiáng)：壓強(qiáng)：)( * tt * v * p 1:228 附加知識(shí)點(diǎn)：附加知識(shí)點(diǎn)： 燃?xì)廨啓C(jī)四個(gè)截面的氣體狀態(tài)參數(shù)符號(hào)燃?xì)廨啓C(jī)四個(gè)截面的氣體狀態(tài)參數(shù)符號(hào) 燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)示意圖燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 1、）、）4截面（透平出口截面）截面（透平出口截面） 氣流在此處的理想狀況的

7、氣流在此處的理想狀況的 狀態(tài)參數(shù)符號(hào)：狀態(tài)參數(shù)符號(hào)： 溫度：溫度： 比容：比容： 壓強(qiáng)：壓強(qiáng)： )( 44ss tt s v4 s p4 氣流在此處的實(shí)際狀況的氣流在此處的實(shí)際狀況的 狀態(tài)參數(shù)符號(hào)：狀態(tài)參數(shù)符號(hào)： 溫度：溫度： 比容：比容： 壓強(qiáng)：壓強(qiáng)：)( 44 tt4 v 4 p 氣流在此處的狀態(tài)參數(shù)平均值：氣流在此處的狀態(tài)參數(shù)平均值： 溫度：溫度： 比容：比容： 壓強(qiáng)：壓強(qiáng)：)( * tt * v * p 1:229 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 u一）、燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)過程一）、燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)過程 1:2210 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循

8、環(huán)的過程方程 一）、燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)過程一）、燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)過程 1、燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)稱為開式白朗托循環(huán)、燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)稱為開式白朗托循環(huán) （蒸汽輪機(jī)電廠循環(huán)稱為閉式朗肯循環(huán)）（蒸汽輪機(jī)電廠循環(huán)稱為閉式朗肯循環(huán)） 燃?xì)廨啓C(jī)開式白朗托循環(huán)圖見下頁(yè)燃?xì)廨啓C(jī)開式白朗托循環(huán)圖見下頁(yè) 1:2211 n1-2過程：空氣在壓氣機(jī)內(nèi)完過程：空氣在壓氣機(jī)內(nèi)完 成空氣壓縮耗功過程成空氣壓縮耗功過程 n2-3過程：空氣在燃燒室內(nèi)完過程：空氣在燃燒室內(nèi)完 成燃燒升溫過程成燃燒升溫過程 n3-4過程：空氣在透平完成膨過程：空氣在透平完成膨 脹做功過程脹做功過程 n4-1過程：空氣排出燃機(jī)進(jìn)入過程：空氣排出燃機(jī)進(jìn)入 大氣

9、，完成冷源放熱過程大氣，完成冷源放熱過程 完成一次開式循環(huán)完成一次開式循環(huán) 燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)圖燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)圖 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 一）、燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)過程一）、燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)過程 1:2212 燃?xì)廨啓C(jī)效率曲線燃?xì)廨啓C(jī)效率曲線 2）、）、對(duì)應(yīng)一個(gè)燃?xì)鉁囟葘?duì)應(yīng)一個(gè)燃?xì)鉁囟萾3的循環(huán)的循環(huán) 效率有一個(gè)最佳壓比，即在這個(gè)效率有一個(gè)最佳壓比，即在這個(gè) 溫度下，在最佳壓比值對(duì)應(yīng)的燃溫度下，在最佳壓比值對(duì)應(yīng)的燃 機(jī)效率最大。燃?xì)鉁囟仍礁撸鄼C(jī)效率最大。燃?xì)鉁囟仍礁?，?應(yīng)的最佳壓比就越高，這是燃機(jī)應(yīng)的最佳壓比就越高，這是燃機(jī) 設(shè)計(jì)的最關(guān)鍵點(diǎn)。設(shè)計(jì)的最關(guān)鍵點(diǎn)。 第

10、一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 一）、燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)過程一）、燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)過程 2、燃?xì)廨啓C(jī)的效率與燃?xì)鉁囟取⑷細(xì)廨啓C(jī)的效率與燃?xì)鉁囟?和壓氣機(jī)壓比的關(guān)系和壓氣機(jī)壓比的關(guān)系 1）、如右圖，燃?xì)鉁囟龋?、如右圖，燃?xì)鉁囟萾3越高，越高， 循環(huán)效率越高。循環(huán)效率越高。 1:2213 燃?xì)廨啓C(jī)效率曲線燃?xì)廨啓C(jī)效率曲線 3）、目前，最先進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)）、目前，最先進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī) 燃?xì)鉁囟冗_(dá)燃?xì)鉁囟冗_(dá)13001400， 壓氣機(jī)壓比達(dá)到壓氣機(jī)壓比達(dá)到1520。因此，因此， 提高燃?xì)廨啓C(jī)效率，改進(jìn)燃?xì)馓岣呷細(xì)廨啓C(jī)效率，改進(jìn)燃?xì)?輪機(jī)的性能，主要要從燃?xì)廨嗇啓C(jī)的性能，主要要從燃?xì)廨?機(jī)的

11、燃?xì)鉁囟群蛪簹鈾C(jī)的壓比機(jī)的燃?xì)鉁囟群蛪簹鈾C(jī)的壓比 作手。作手。 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 一）、燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)過程一）、燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)過程 1:2214 燃?xì)廨啓C(jī)效率、比功曲線圖燃?xì)廨啓C(jī)效率、比功曲線圖 3、燃?xì)廨啓C(jī)的效率與比功關(guān)系、燃?xì)廨啓C(jī)的效率與比功關(guān)系 1）、燃?xì)鉁囟仍礁?，燃?xì)廨啠⑷細(xì)鉁囟仍礁?，燃?xì)廨?機(jī)的比功就越大，每千克空氣機(jī)的比功就越大，每千克空氣 產(chǎn)生的功就越多，一定功率的產(chǎn)生的功就越多，一定功率的 機(jī)組體積就會(huì)越小。機(jī)組體積就會(huì)越小。 2）、在溫度一定下，提高增）、在溫度一定下，提高增 壓比，比功先會(huì)增加，但是當(dāng)壓比，比功先會(huì)增加，但是當(dāng) 超

12、過一個(gè)最佳壓比值以后，比超過一個(gè)最佳壓比值以后，比 功反而會(huì)下降，在設(shè)計(jì)上要特功反而會(huì)下降，在設(shè)計(jì)上要特 別注意。別注意。 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 一）、燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)過程一）、燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)過程 1:2215 4、總之：、總之： 為了計(jì)算燃?xì)廨啓C(jī)中工質(zhì)與外界交換的熱量和功量，為了計(jì)算燃?xì)廨啓C(jī)中工質(zhì)與外界交換的熱量和功量， 必須分析燃?xì)廨啓C(jī)的四個(gè)過程中工質(zhì)的熱力狀態(tài)參數(shù)必須分析燃?xì)廨啓C(jī)的四個(gè)過程中工質(zhì)的熱力狀態(tài)參數(shù) 壓力壓力p、比容、比容v、溫度、溫度t的變化規(guī)律和描述過程的數(shù)學(xué)方的變化規(guī)律和描述過程的數(shù)學(xué)方 程。程。 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃

13、氣輪機(jī)循環(huán)的過程方程 一）、燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)過程一）、燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)過程 1:2216 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 u二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程 1:2217 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程 1、壓氣機(jī)理想絕熱壓縮空氣過程的假設(shè)、壓氣機(jī)理想絕熱壓縮空氣過程的假設(shè) 壓氣機(jī)在壓縮空氣過程中，必須從外界吸收一定壓氣機(jī)在壓縮空氣過程中，必須從外界吸收一定 量的壓縮功，才能使空氣的壓力量的壓縮功，才能使空氣的壓力p和溫度和溫度t升高，比容升高，比容v 縮小?？s小。 假設(shè)工質(zhì)只

14、與外界發(fā)生功的交換，而無(wú)熱量交換。假設(shè)工質(zhì)只與外界發(fā)生功的交換，而無(wú)熱量交換。 這個(gè)與外界沒有熱量交換的熱力過程，是在沒有摩擦這個(gè)與外界沒有熱量交換的熱力過程，是在沒有摩擦 和擾動(dòng)等不可逆現(xiàn)象的理想情況下進(jìn)行的，成為理想和擾動(dòng)等不可逆現(xiàn)象的理想情況下進(jìn)行的，成為理想 絕熱過程。絕熱過程。 1:2218 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程 2、壓氣機(jī)理想絕熱壓縮空氣過程計(jì)算、壓氣機(jī)理想絕熱壓縮空氣過程計(jì)算 由熱力學(xué)分析，在理想絕熱過程中，工質(zhì)的壓力由熱力學(xué)分析，在理想絕熱過程中，工質(zhì)的壓力 和比容的變化規(guī)律為：和比容的變化

15、規(guī)律為： （2-1） 常數(shù) k ssv p 式中：式中：k為絕熱指數(shù)，當(dāng)忽略工質(zhì)比熱隨溫度而為絕熱指數(shù)，當(dāng)忽略工質(zhì)比熱隨溫度而 變化的關(guān)系時(shí)，它就是所謂的比熱比。變化的關(guān)系時(shí)，它就是所謂的比熱比。 通常在作近似計(jì)算時(shí)，空氣的絕熱指數(shù)通常在作近似計(jì)算時(shí)，空氣的絕熱指數(shù)k可以取可以取 1.4，燃?xì)獾?，燃?xì)獾膋取取1.33。 1:2219 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程 2、壓氣機(jī)理想絕熱壓縮空氣過程計(jì)算、壓氣機(jī)理想絕熱壓縮空氣過程計(jì)算 由由 可知，當(dāng)工質(zhì)按理想絕熱過程壓縮可知，當(dāng)工質(zhì)按理想絕熱過程壓縮 （或膨脹）時(shí)，在整

16、個(gè)過程的任何一個(gè)工況點(diǎn)上，工（或膨脹）時(shí)，在整個(gè)過程的任何一個(gè)工況點(diǎn)上，工 質(zhì)的壓力質(zhì)的壓力p與其比熱容比與其比熱容比v的的k次方的乘積是彼此相等次方的乘積是彼此相等 的。即的。即 （2-2） 常數(shù) k ssv p k ss k s k ss vpvpvp 22isi11 1:2220 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程 2、壓氣機(jī)理想絕熱壓縮空氣過程計(jì)算、壓氣機(jī)理想絕熱壓縮空氣過程計(jì)算 當(dāng)已知過程的起始狀態(tài)當(dāng)已知過程的起始狀態(tài) 、 和終態(tài)壓力和終態(tài)壓力 后，后， 就可以根據(jù)就可以根據(jù) 和理想氣體和理想氣體 狀態(tài)方程式狀

17、態(tài)方程式 ，計(jì)算出工質(zhì)在理想絕熱過程終，計(jì)算出工質(zhì)在理想絕熱過程終 態(tài)的其它參數(shù)態(tài)的其它參數(shù) 和和 。 rtpv 1 v k ss k s k ss vpvpvp 22isi11 1 p 2 p s v2 s t2 1:2221 2、壓氣機(jī)理想絕熱壓縮空氣過程計(jì)算、壓氣機(jī)理想絕熱壓縮空氣過程計(jì)算 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程 rtpv k ss k s k ss vpvpvp 22isi11 聯(lián)解，得出，在理想絕熱過程中聯(lián)解，得出，在理想絕熱過程中 與與 ， 與與 之間的之間的 變化規(guī)律為：變化規(guī)律為： t vp

18、t 整個(gè)推理過程為：整個(gè)推理過程為： 常數(shù) k ssv p 兩式聯(lián)立兩式聯(lián)立 常數(shù) k k s s p t 1 k k s s k k is is k k s s p t p t p t 1 2 2 11 1 1 p和和t關(guān)系關(guān)系 常數(shù) 1k ssv t 1 22 1 isi 1 11 k ss k s k ss vtvtvtt和和v關(guān)系關(guān)系 （2-3） 1:2222 例例1、今有一臺(tái)壓氣機(jī)，把空氣由起始狀態(tài)、今有一臺(tái)壓氣機(jī)，把空氣由起始狀態(tài) ， 壓縮到壓縮到 。假設(shè)這是一個(gè)理想壓縮過程，。假設(shè)這是一個(gè)理想壓縮過程， 試問壓縮終了時(shí)，空氣的比容試問壓縮終了時(shí)，空氣的比容 和溫度和溫度 各為多少

19、？各為多少？ 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程 3、理想絕熱過程計(jì)算舉例、理想絕熱過程計(jì)算舉例 pap s 4 1 10807. 9 15 1 s tpap s 5 2 108263. 8 s v2 s t2 已知空氣的絕熱指數(shù)：已知空氣的絕熱指數(shù)：4.1k 1:2223 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程 3、理想絕熱過程計(jì)算舉例、理想絕熱過程計(jì)算舉例 解：解： 根據(jù)根據(jù)（2-3）可知可知 即得：即得： k k s s k k s s p t

20、p t 1 2 2 1 1 1 k k s s ss p p tt 1 1 2 12 )( 已知空氣的絕熱指數(shù)：已知空氣的絕熱指數(shù)：4.1k 因而因而)(3.540) 10807.9 108263.8 ()15273( 4.1 14.1 4 5 2 kt s 3.2672733.540273 22 ss tt （） 根據(jù)根據(jù) rtpv )(176. 0 108263. 8 3 .54005.287 3 5 2 2 2 kg m p rt v s s s 1:2224 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程 4、實(shí)際壓縮過程計(jì)

21、算、實(shí)際壓縮過程計(jì)算 理想的絕熱壓縮過程是不存在的。由于存在理想的絕熱壓縮過程是不存在的。由于存在 摩擦和換熱的因素，實(shí)際過程是一個(gè)多變的壓縮過摩擦和換熱的因素，實(shí)際過程是一個(gè)多變的壓縮過 程，其計(jì)算應(yīng)根據(jù)多變過程的規(guī)律計(jì)算，其中程，其計(jì)算應(yīng)根據(jù)多變過程的規(guī)律計(jì)算，其中n為為 多變指數(shù)。多變指數(shù)。 rtpv n ss n s n ss vpvpvp 22isi11 常數(shù) n ssv p 兩式聯(lián)立兩式聯(lián)立 整個(gè)推理過程為：整個(gè)推理過程為： 1:2225 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程 4、實(shí)際壓縮過程計(jì)算、實(shí)際壓縮過程

22、計(jì)算 常數(shù) n n s s p t 1 n n s s n n is is n n s s p t p t p t 1 2 2 11 1 1 p和和t關(guān)系關(guān)系 常數(shù) 1n ssv t 1 22 1 isi 1 11 n ss n s n ss vtvtvt t和和v關(guān)系關(guān)系 聯(lián)解，得出，在理想絕熱過程中聯(lián)解，得出，在理想絕熱過程中 與與 ， 與與 之間的之間的 變化規(guī)律為：變化規(guī)律為： t vp t 即：將絕熱指數(shù)即：將絕熱指數(shù)k改為多變指數(shù)改為多變指數(shù)n。nk，n的大小與實(shí)際的大小與實(shí)際 壓縮過程中存在的不可逆因素有關(guān)，一般為壓縮過程中存在的不可逆因素有關(guān)，一般為 。在。在 確定了確定了n值

23、后，就用式（值后，就用式（2-4），即可算出實(shí)際過程中終態(tài)空），即可算出實(shí)際過程中終態(tài)空 氣的狀態(tài)參數(shù)。氣的狀態(tài)參數(shù)。 52. 145. 1n （2-4） 1:2226 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程 4、實(shí)際壓縮過程計(jì)算舉例、實(shí)際壓縮過程計(jì)算舉例 實(shí)際壓縮過程的計(jì)算跟理想絕熱壓縮過程的計(jì)算是實(shí)際壓縮過程的計(jì)算跟理想絕熱壓縮過程的計(jì)算是 一樣的，不同的只是一個(gè)用多變指數(shù)一樣的，不同的只是一個(gè)用多變指數(shù)n，一個(gè)用絕熱指，一個(gè)用絕熱指 數(shù)數(shù)k。具體的舉例略。具體的舉例略。 1:2227 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方

24、程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程 4、實(shí)際壓縮過程的工程計(jì)算、實(shí)際壓縮過程的工程計(jì)算 根據(jù)熱力學(xué)的多變過程來(lái)計(jì)算，不能夠直觀反映在根據(jù)熱力學(xué)的多變過程來(lái)計(jì)算，不能夠直觀反映在 實(shí)際壓縮過程中不可逆程度大小。因此，工程上，人們實(shí)際壓縮過程中不可逆程度大小。因此，工程上，人們 很少利用這個(gè)方法。而是引入一個(gè)能夠比較直觀地反映很少利用這個(gè)方法。而是引入一個(gè)能夠比較直觀地反映 實(shí)際壓縮過程中不可逆程度大小的絕熱壓縮效率實(shí)際壓縮過程中不可逆程度大小的絕熱壓縮效率 ，來(lái)，來(lái) 計(jì)算工質(zhì)的終態(tài)溫度計(jì)算工質(zhì)的終態(tài)溫度 。 c 2 t 1:2228 1）、絕熱壓縮效率）、

25、絕熱壓縮效率 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程 4、實(shí)際壓縮過程的工程計(jì)算、實(shí)際壓縮過程的工程計(jì)算 c 絕熱壓縮效率絕熱壓縮效率 ，是指工質(zhì)在理想的絕熱壓縮過程中，是指工質(zhì)在理想的絕熱壓縮過程中 所需吸收的壓縮功所需吸收的壓縮功 ，與實(shí)際壓縮過程中達(dá)到同一，與實(shí)際壓縮過程中達(dá)到同一 個(gè)終態(tài)壓力個(gè)終態(tài)壓力 時(shí)所需加給工質(zhì)的實(shí)際壓縮功時(shí)所需加給工質(zhì)的實(shí)際壓縮功 的比值。即：的比值。即： c ）或（ cscs ll s pp 22 ）或（ cc ll c cs c cs c l l l l 式中， csccsc llll,

26、1:2229 當(dāng)忽略工質(zhì)定壓比熱當(dāng)忽略工質(zhì)定壓比熱 隨溫度改變而忽略微變化的特隨溫度改變而忽略微變化的特 性時(shí)，性時(shí)， 1）、絕熱壓縮效率）、絕熱壓縮效率 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程 4、實(shí)際壓縮過程的工程計(jì)算、實(shí)際壓縮過程的工程計(jì)算 c 12 12 12 12 11 12 12 12 12 12 12 )( )( tt tt tt tt tt tt tt tt tt ttc ttc l l l l ss c s ssss p ssp c cs c cs c 壓氣機(jī)進(jìn)氣處 p c 在現(xiàn)代壓氣機(jī)中，在現(xiàn)代壓氣機(jī)中，

27、 90. 080. 0 c 由此可見，只要已知壓氣機(jī)的由此可見，只要已知壓氣機(jī)的 ，就很容易求得壓，就很容易求得壓 氣機(jī)出口處工質(zhì)的實(shí)際溫度氣機(jī)出口處工質(zhì)的實(shí)際溫度 ，進(jìn)而求出比容，進(jìn)而求出比容 。 c 2 t 2 v （2-5） 1:2230 已知已知 由式（由式（2-5）可知：）可知： 例例2、假設(shè)已知例、假設(shè)已知例1中壓氣機(jī)的中壓氣機(jī)的 ，試求在，試求在 的情況下，壓氣機(jī)出口處空氣的實(shí)際狀態(tài)參數(shù)。的情況下，壓氣機(jī)出口處空氣的實(shí)際狀態(tài)參數(shù)。 2）、實(shí)際壓縮過程的工程計(jì)算舉例）、實(shí)際壓縮過程的工程計(jì)算舉例 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 二）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程二

28、）、壓氣機(jī)內(nèi)的壓縮過程 4、實(shí)際壓縮過程的工程計(jì)算、實(shí)際壓縮過程的工程計(jì)算 88. 0 c 2 p 5 2 108263. 8 s p 解：在例解：在例1中已計(jì)算得，當(dāng)工質(zhì)按理想絕熱壓縮過程工作時(shí)，壓中已計(jì)算得，當(dāng)工質(zhì)按理想絕熱壓縮過程工作時(shí)，壓 氣機(jī)出口處空氣的溫度和比體積為氣機(jī)出口處空氣的溫度和比體積為3 .267 2 s t 88. 0 c 7 .301 88. 0 1588. 0153 .265 15 153 .267 88. 0 2 2 t t c （） )(187. 0 108263. 8 )7 .301273(05.287 3 5 2 2 2 kg m p rt v )(176.

29、 0 3 2 kg m v s 1:2231 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 u三）、燃燒室中的加熱過程三）、燃燒室中的加熱過程 1:2232 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 三）、燃燒室中的加熱過程三）、燃燒室中的加熱過程 1、燃燒室燃燒過程的理論簡(jiǎn)化、燃燒室燃燒過程的理論簡(jiǎn)化 燃燒室的燃燒過程，是空氣與燃料混合燃燒，把燃燒室的燃燒過程，是空氣與燃料混合燃燒，把 燃料的化學(xué)能釋放出來(lái)，轉(zhuǎn)化為熱量的過程。這就燃料的化學(xué)能釋放出來(lái)，轉(zhuǎn)化為熱量的過程。這就 相當(dāng)于工質(zhì)從外界吸收一定量的熱，從而溫度升高，相當(dāng)于工質(zhì)從外界吸收一定量的熱，從而溫度

30、升高， 比容增大。此時(shí)，工質(zhì)只與外界有熱交換，而無(wú)機(jī)比容增大。此時(shí)，工質(zhì)只與外界有熱交換，而無(wú)機(jī) 械功交換。當(dāng)確定了壓氣機(jī)出口參數(shù)械功交換。當(dāng)確定了壓氣機(jī)出口參數(shù) 后，后， 由于壓氣機(jī)出口緊接燃燒室入口，因此，也就知道由于壓氣機(jī)出口緊接燃燒室入口，因此，也就知道 了燃燒室入口處空氣的參數(shù)。了燃燒室入口處空氣的參數(shù)。 222 vtp和、 1:2233 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 三）、燃燒室中的加熱過程三）、燃燒室中的加熱過程 1、燃燒室燃燒過程的理論簡(jiǎn)化、燃燒室燃燒過程的理論簡(jiǎn)化 在沒有摩擦等不可逆現(xiàn)象的情況下，可以把燃燒過在沒有摩擦等不可逆現(xiàn)象的情況下，可以把

31、燃燒過 程看成是一個(gè)等壓加熱過程，空氣與燃料燃燒后將變程看成是一個(gè)等壓加熱過程，空氣與燃料燃燒后將變 成高溫燃?xì)狻Ｔ谌紵业某隹谔帨囟壬邽槌筛邷厝細(xì)?。在燃燒室的出口處溫度升高?，比容，比容 增大為增大為 ，但壓力卻維持不變，即，但壓力卻維持不變，即 。 3 t 32 pp 3 v 1:2234 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 三）、燃燒室中的加熱過程三）、燃燒室中的加熱過程 2、燃燒室燃燒工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)理論計(jì)算、燃燒室燃燒工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)理論計(jì)算 根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程式不難證明，假如忽略空根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程式不難證明，假如忽略空 氣與燃?xì)庵g氣體常數(shù)氣與燃?xì)?/p>

32、之間氣體常數(shù)r的微小差別，經(jīng)等壓加熱后，的微小差別，經(jīng)等壓加熱后， 燃燒室前后工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)的變化關(guān)系應(yīng)滿足如下規(guī)律：燃燒室前后工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)的變化關(guān)系應(yīng)滿足如下規(guī)律： 32 pp 333222 rtvprtvp， 3 2 3 2 t t v v 通常燃燒室出口處燃?xì)獾臏囟韧ǔＨ紵页隹谔幦細(xì)獾臏囟?是根據(jù)透平葉是根據(jù)透平葉 片的材料特性選擇的。目前，隨著冶金工業(yè)和透平冷片的材料特性選擇的。目前，隨著冶金工業(yè)和透平冷 卻技術(shù)的發(fā)展，卻技術(shù)的發(fā)展， 已經(jīng)可以提高到已經(jīng)可以提高到 以上。以上。 )( 33 tt 或 3 t14001200 1:2235 最后，根據(jù)已經(jīng)選定的最后，根據(jù)已經(jīng)選定的 和估算

33、得到的和估算得到的 ，利用理，利用理 想氣體狀態(tài)方程式，很容易確定出燃燒室出口比容想氣體狀態(tài)方程式，很容易確定出燃燒室出口比容 。 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 三）、燃燒室中的加熱過程三）、燃燒室中的加熱過程 3、燃燒室燃燒工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)實(shí)際計(jì)算、燃燒室燃燒工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)實(shí)際計(jì)算 實(shí)際上，當(dāng)工質(zhì)在燃燒室中燃燒加熱時(shí)，總會(huì)有摩擦實(shí)際上，當(dāng)工質(zhì)在燃燒室中燃燒加熱時(shí)，總會(huì)有摩擦 不可逆現(xiàn)象存在。這將導(dǎo)致燃燒室出口處燃?xì)獾膲毫Σ豢赡娆F(xiàn)象存在。這將導(dǎo)致燃燒室出口處燃?xì)獾膲毫?略有下降，其下降程度可以用燃燒室的壓力保持系數(shù)略有下降，其下降程度可以用燃燒室的壓力保持系數(shù) 來(lái)估

34、算，即：來(lái)估算，即： （2-6） 23 pp r 3 t 3 v 3 p r 通常，通常， 。 %97%90 r 3 p 1:2236 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 u四）、透平（渦輪）中的膨脹過程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程 1:2237 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 四）、透平（渦輪）中的膨脹過程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程 1、透平膨脹的理論計(jì)算、透平膨脹的理論計(jì)算 透平處高溫高壓燃?xì)獍l(fā)生膨脹，對(duì)外界輸出一定數(shù)量透平處高溫高壓燃?xì)獍l(fā)生膨脹，對(duì)外界輸出一定數(shù)量 的機(jī)械功，同時(shí)工質(zhì)的壓力和溫度下降，比容增大。假設(shè)的機(jī)械功，同時(shí)工

35、質(zhì)的壓力和溫度下降，比容增大。假設(shè) 工質(zhì)只與外界有機(jī)械功的交換，而無(wú)熱量的交換。在沒有工質(zhì)只與外界有機(jī)械功的交換，而無(wú)熱量的交換。在沒有 摩擦等不可逆現(xiàn)象的理想情況下，可以認(rèn)為，在透平中，摩擦等不可逆現(xiàn)象的理想情況下，可以認(rèn)為，在透平中， 燃?xì)馐前凑绽硐虢^熱過程進(jìn)行膨脹做功的。因而也可以根燃?xì)馐前凑绽硐虢^熱過程進(jìn)行膨脹做功的。因而也可以根 據(jù)式（據(jù)式（2-3）來(lái)計(jì)算燃?xì)鉅顟B(tài)參數(shù)的變化。即：）來(lái)計(jì)算燃?xì)鉅顟B(tài)參數(shù)的變化。即： 常數(shù) k k s s p t 1 k k s s k k is is k k s s p t p t p t 1 4 4 11 3 3 p和和t關(guān)系關(guān)系 常數(shù) 1k ssv

36、t 1 44 1 isi 1 33 k ss k s k ss vtvtvtt和和v關(guān)系關(guān)系 （2-3） 1:2238 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 四）、透平（渦輪）中的膨脹過程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程 2、透平膨脹的理論計(jì)算舉例、透平膨脹的理論計(jì)算舉例 s t4 例例3：已知透平前燃?xì)獾某跏紶顟B(tài)參數(shù)為：已知透平前燃?xì)獾某跏紶顟B(tài)參數(shù)為 pap 5 3 10336. 8 。由于透平后的排氣流道還有一定的阻力，致使。由于透平后的排氣流道還有一定的阻力，致使 燃?xì)獠荒芘蛎浀脚c外界大氣壓力相同的情況，而只能達(dá)到燃?xì)獠荒芘蛎浀脚c外界大氣壓力相同的情況，而只能達(dá)到 9

37、00 3 t 。假設(shè)這是一個(gè)理想絕熱膨脹過程，求膨。假設(shè)這是一個(gè)理想絕熱膨脹過程，求膨 脹終態(tài)時(shí)的燃?xì)鉁囟让浗K態(tài)時(shí)的燃?xì)鉁囟?為多少？為多少？ pap s 4 4 1003. 1 1:2239 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 四）、透平（渦輪）中的膨脹過程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程 2、透平膨脹的理論計(jì)算舉例、透平膨脹的理論計(jì)算舉例 解：對(duì)于燃?xì)鈦?lái)說，絕熱指數(shù)解：對(duì)于燃?xì)鈦?lái)說，絕熱指數(shù) k k s s k k p t p t 1 4 4 1 3 3 33.1k 根據(jù)式（根據(jù)式（2-3）可知：）可知： 33.1 133.1 5 4 1 3 4 34 ) 10336

38、.8 1003.1 ()900273()( k k s s p p tt )(4.6955928.01173k 4 .422273 s44 tt s 即： 1:2240 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 四）、透平（渦輪）中的膨脹過程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程 2、透平膨脹的實(shí)際計(jì)算、透平膨脹的實(shí)際計(jì)算 實(shí)際上，理想絕熱膨脹過程也是不存在的。因不可逆現(xiàn)實(shí)際上，理想絕熱膨脹過程也是不存在的。因不可逆現(xiàn) 象造成的摩擦熱象造成的摩擦熱 ，也會(huì)轉(zhuǎn)加給工質(zhì)本身，致使工質(zhì)的終，也會(huì)轉(zhuǎn)加給工質(zhì)本身，致使工質(zhì)的終 態(tài)溫度態(tài)溫度 和比容和比容 ，都要比按理想絕熱膨脹過程達(dá)到的終，都

39、要比按理想絕熱膨脹過程達(dá)到的終 態(tài)溫度態(tài)溫度 和比容和比容 大一些，同時(shí)還會(huì)使工質(zhì)發(fā)出的實(shí)際大一些，同時(shí)還會(huì)使工質(zhì)發(fā)出的實(shí)際 膨脹功減少。膨脹功減少。 m q 4 t4 v s t 4s v 4 的多變膨脹過程相當(dāng)。因此，在實(shí)際膨脹過程中，燃的多變膨脹過程相當(dāng)。因此，在實(shí)際膨脹過程中，燃 氣終態(tài)的狀態(tài)參數(shù)也可以根據(jù)式（氣終態(tài)的狀態(tài)參數(shù)也可以根據(jù)式（2-4）來(lái)計(jì)算。所不同）來(lái)計(jì)算。所不同 的是在膨脹過程中，多變指數(shù)的是在膨脹過程中，多變指數(shù) 即，即， 。 從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，這個(gè)過程正與一個(gè)從外界吸收熱量從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，這個(gè)過程正與一個(gè)從外界吸收熱量 m qq kn 33. 1n 1:2241 第一

40、節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 四）、透平（渦輪）中的膨脹過程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程 2、透平膨脹的實(shí)際計(jì)算、透平膨脹的實(shí)際計(jì)算 常數(shù) n n s s p t 1 n n s s n n is is n n s s p t p t p t 1 4 4 11 3 3 p和和t關(guān)系關(guān)系 常數(shù) 1n ssv t 1 44 1 isi 1 33 n ss n s n ss vtvtvt t和和v關(guān)系關(guān)系 （2-4） 透平膨脹的實(shí)際計(jì)算舉例略透平膨脹的實(shí)際計(jì)算舉例略 1:2242 與壓縮過程相同，通常人們也很少用熱力學(xué)中的計(jì)與壓縮過程相同，通常人們也很少用熱力學(xué)中的計(jì) 算

41、方法來(lái)計(jì)算燃?xì)獾慕K態(tài)參數(shù)。同樣也習(xí)慣的引入一算方法來(lái)計(jì)算燃?xì)獾慕K態(tài)參數(shù)。同樣也習(xí)慣的引入一 個(gè)能夠比較直觀地反映實(shí)際膨脹過程中不可逆程度大個(gè)能夠比較直觀地反映實(shí)際膨脹過程中不可逆程度大 小的絕熱膨脹有效效率小的絕熱膨脹有效效率 ，來(lái)計(jì)算工質(zhì)的終態(tài)溫度，來(lái)計(jì)算工質(zhì)的終態(tài)溫度 。 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 四）、透平（渦輪）中的膨脹過程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程 3、透平膨脹的工程計(jì)算、透平膨脹的工程計(jì)算 t 4 t 1:2243 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 四）、透平（渦輪）中的膨脹過程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程 3、透平

42、膨脹的工程計(jì)算、透平膨脹的工程計(jì)算 1）、絕熱膨脹有效效率）、絕熱膨脹有效效率 t 絕熱膨脹有效效率絕熱膨脹有效效率 ，是指工質(zhì)在透平的實(shí)際，是指工質(zhì)在透平的實(shí)際 膨脹過程中，能夠發(fā)出的實(shí)際機(jī)械功膨脹過程中，能夠發(fā)出的實(shí)際機(jī)械功 ，與，與 工質(zhì)按照理想絕熱過程進(jìn)行膨脹而達(dá)到的同一個(gè)終工質(zhì)按照理想絕熱過程進(jìn)行膨脹而達(dá)到的同一個(gè)終 態(tài)壓力態(tài)壓力 時(shí)所能發(fā)出的理想機(jī)械功時(shí)所能發(fā)出的理想機(jī)械功 的的 比值。即比值。即 t 44 pp s )( tt ll或 )( tsts ll或 ts t ts t t l l l l 式中， ttstts llll, 1:2244 在現(xiàn)代透平中，在現(xiàn)代透平中， 當(dāng)忽

43、略工質(zhì)定壓比熱當(dāng)忽略工質(zhì)定壓比熱 隨溫度改變而忽略微變化的特隨溫度改變而忽略微變化的特 性時(shí)，性時(shí)， 1）、絕熱膨脹有效效率）、絕熱膨脹有效效率 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 四）、透平（渦輪）中的膨脹過程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程 3、透平膨脹的工程計(jì)算、透平膨脹的工程計(jì)算 t ss t s ssssssp p ts t ts t t tt tt tt tt tt tt tt tt tt ttc ttc l l l l 43 43 43 43 33 43 43 43 43 43 43 )( )( 透平進(jìn)氣處 p c 92. 086. 0 c 由此可見，只要已

44、知透平的絕熱膨脹有效效率由此可見，只要已知透平的絕熱膨脹有效效率 ，就很，就很 容易求得透平出口處工質(zhì)的實(shí)際溫度容易求得透平出口處工質(zhì)的實(shí)際溫度 ，進(jìn)而求出比容，進(jìn)而求出比容 。 t 4 t 4 v （2-6） 1:2245 的情況下，透平出口處燃?xì)獾膶?shí)際溫度的情況下，透平出口處燃?xì)獾膶?shí)際溫度 ？ 例例4、例如已知例、例如已知例3中透平的中透平的 ，試求在，試求在 4 p as pp 4 4 1003. 1 4 t 2）、透平膨脹過程的工程計(jì)算舉例）、透平膨脹過程的工程計(jì)算舉例 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 四）、透平（渦輪）中的膨脹過程四）、透平（渦輪）中的膨脹

45、過程 3、透平膨脹的工程計(jì)算、透平膨脹的工程計(jì)算 89. 0 t 解：在例解：在例3中已經(jīng)求得，按照理想絕熱膨脹的中已經(jīng)求得，按照理想絕熱膨脹的 已知已知 4 .422 4 s t 89. 0 t 900 3 t 9 .474)4 .422900(89. 0900 4 .422900 900 89. 0 4 4 43 43 t t tt tt s t 1:2246 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 u五）、工質(zhì)在大氣中自然放熱過程五）、工質(zhì)在大氣中自然放熱過程 1:2247 在此過程中，工質(zhì)將對(duì)外界釋放一定量的余熱，在此過程中，工質(zhì)將對(duì)外界釋放一定量的余熱， 使其狀態(tài)

46、參數(shù)回復(fù)到壓氣機(jī)入口處空氣的初始狀使其狀態(tài)參數(shù)回復(fù)到壓氣機(jī)入口處空氣的初始狀 態(tài)態(tài) ，工質(zhì)只與外界有熱量交換，而無(wú)機(jī)，工質(zhì)只與外界有熱量交換，而無(wú)機(jī) 械功交換。械功交換。 1、理想的自然放熱過程、理想的自然放熱過程 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 五）、工質(zhì)在大氣中自然放熱過程五）、工質(zhì)在大氣中自然放熱過程 111 tvp、 在理想狀況下，可以把這個(gè)過程看成是一個(gè)等在理想狀況下，可以把這個(gè)過程看成是一個(gè)等 壓發(fā)熱過程，其結(jié)果將使工質(zhì)的溫度降低到壓發(fā)熱過程，其結(jié)果將使工質(zhì)的溫度降低到 ， 比容減小到比容減小到 。 1 t 1 v 1:2248 在實(shí)際狀況下，工質(zhì)的壓力

47、略有下降，即在實(shí)際狀況下，工質(zhì)的壓力略有下降，即 ， 但放熱的結(jié)果仍然是使工質(zhì)回復(fù)到但放熱的結(jié)果仍然是使工質(zhì)回復(fù)到 。 2、實(shí)際的自然放熱過程、實(shí)際的自然放熱過程 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 五）、工質(zhì)在大氣中自然放熱過程五）、工質(zhì)在大氣中自然放熱過程 111 tvp、 14 pp 由于在這個(gè)過程中，工質(zhì)的初始狀態(tài)正是透平排由于在這個(gè)過程中，工質(zhì)的初始狀態(tài)正是透平排 氣口燃?xì)獾臓顟B(tài)，工質(zhì)的終態(tài)是壓氣機(jī)入口處大氣氣口燃?xì)獾臓顟B(tài)，工質(zhì)的終態(tài)是壓氣機(jī)入口處大氣 的狀態(tài)，這個(gè)參數(shù)已經(jīng)求得，就不用再計(jì)算了。的狀態(tài)，這個(gè)參數(shù)已經(jīng)求得，就不用再計(jì)算了。 1:2249 第一節(jié)第

48、一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 u六）、總結(jié)六）、總結(jié) 1:2250 通過前面介紹的方法，很容易求出在燃?xì)馔ㄟ^前面介紹的方法，很容易求出在燃?xì)?輪機(jī)四個(gè)工作過程中工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)的變化關(guān)系，輪機(jī)四個(gè)工作過程中工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)的變化關(guān)系， 還可以進(jìn)一步探討在這四個(gè)過程中，各種能量還可以進(jìn)一步探討在這四個(gè)過程中，各種能量 之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律和定量計(jì)算關(guān)系。之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律和定量計(jì)算關(guān)系。 需要指出的是，前面介紹的計(jì)算方法是一需要指出的是，前面介紹的計(jì)算方法是一 種近似方法，因?yàn)樗鼪]有考慮到在這個(gè)過程中，種近似方法，因?yàn)樗鼪]有考慮到在這個(gè)過程中， 工質(zhì)比熱隨溫度的變化關(guān)系對(duì)狀態(tài)參數(shù)計(jì)算的工質(zhì)比

49、熱隨溫度的變化關(guān)系對(duì)狀態(tài)參數(shù)計(jì)算的 影響。影響。 第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過程方程 六）、總結(jié)六）、總結(jié) 1:2251 第二節(jié)第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán)等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán) 一）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)功和熱變化關(guān)系一）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)功和熱變化關(guān)系 二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、可用功系數(shù)二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、可用功系數(shù) 三）、燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)分析三）、燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)分析 1:2252 第二節(jié)第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán)等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán) u一）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)功和熱變化關(guān)系一）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)功和熱變化關(guān)系 1:2253 考慮到連續(xù)流動(dòng)機(jī)械的考慮到連續(xù)流動(dòng)機(jī)

50、械的“流動(dòng)功流動(dòng)功”（ 項(xiàng)），項(xiàng)）， 熱焓熱焓 ，而，而 。故第一定律可。故第一定律可 寫成：寫成： 第二節(jié)第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán)等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán) 一）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)功和熱變化關(guān)系一）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)功和熱變化關(guān)系 熱力學(xué)第一定律為：熱力學(xué)第一定律為：dwdudq pv pvuidtcdi p 。 * tcwq p 據(jù)此，在理想等壓燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)中，假設(shè)據(jù)此，在理想等壓燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)中，假設(shè) 工質(zhì)為理想氣體，在壓縮、加熱、膨脹和放熱工質(zhì)為理想氣體，在壓縮、加熱、膨脹和放熱 四個(gè)熱力過程內(nèi)沒有損耗，比熱和流量也不變，四個(gè)熱力過程內(nèi)沒有損耗，比熱和流量也不變， 則可由等壓燃?xì)廨?/p>

51、機(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)圖推出各過程中則可由等壓燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)圖推出各過程中 功和熱的變換關(guān)系。功和熱的變換關(guān)系。 1:2254 第二節(jié)第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán)等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán) 一）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)功和熱變化關(guān)系一）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)功和熱變化關(guān)系 等壓燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)圖等壓燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)圖 各個(gè)過程的功和熱的變化關(guān)系如下：各個(gè)過程的功和熱的變化關(guān)系如下： 1-2 壓氣機(jī)中等熵壓縮壓氣機(jī)中等熵壓縮 2-3 燃燒室中等壓加熱燃燒室中等壓加熱 0),( 12 * 1 * 2 qttcw pc )(, 0 * 2 * 323 ttcqw pb 1:2255 第二節(jié)第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán)等壓

52、燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán) 一）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)功和熱變化關(guān)系一）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)功和熱變化關(guān)系 等壓燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)圖等壓燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)圖 各個(gè)過程的功和熱的變化關(guān)系如下：各個(gè)過程的功和熱的變化關(guān)系如下： 3-4 透平中等熵膨脹透平中等熵膨脹 4-1 大氣中等壓放熱大氣中等壓放熱 0),( 34 * 4 * 3 qttcw pt )(, 0 * 1 * 44141 ttcqw p 1:2256 第二節(jié)第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán)等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán) u二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、 可用功系數(shù)可用功系數(shù) 1:2257 第二節(jié)第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán)等壓燃

53、氣輪機(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán) 二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、可用功系數(shù)二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、可用功系數(shù) 1、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功 循環(huán)增壓比循環(huán)增壓比 ：循環(huán)最高壓力與最低壓力之比：循環(huán)最高壓力與最低壓力之比 理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功:透平的功率減去壓氣機(jī)消耗的透平的功率減去壓氣機(jī)消耗的 功率功率 循環(huán)增溫比循環(huán)增溫比 ：循環(huán)最高溫度與最低溫度之比：循環(huán)最高溫度與最低溫度之比 即：即： 1 2 p p 1 3 t t 1:2258 第二節(jié)第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán)等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán) 二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、可用功系數(shù)二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、可用功系數(shù)

54、 1、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功 設(shè)比熱容為設(shè)比熱容為 定值，則根據(jù)定值，則根據(jù) 各過程特性可各過程特性可 推證：推證： kk vpvp 2 211 rtpv k k k k k k t t p p p p t t 1 4 3 1 4 3 1 1 2 1 2 )()( 3241 ,pppp 1 2 p p 等壓燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)圖等壓燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)圖 1:2259 第二節(jié)第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán)等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán) 二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、可用功系數(shù)二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、可用功系數(shù) 1、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功 推理比功：推理比功：透平功率減去壓氣機(jī)

55、消耗功率透平功率減去壓氣機(jī)消耗功率 k k k k k k t t p p p p t t 1 4 3 1 4 3 1 1 2 1 2 )()( , 3241 pppp , 1 2 p p , 1 3 t t 已知：已知： 推出比功推出比功:)()( * 1 * 2 * 4 * 3 ttcttcwww ppctn 11 * 1 * 2 * 1 * 3 * 3 * 4 * 1 * 3 * 1 * 1 * 2 * 1 * 4 * 1 * 3 * 1 t t t t t t t t tc t t t t t t tc pp 1 11 * 1 k k k k pt c 1:2260 第二節(jié)第二節(jié) 等壓

56、燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán)等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán) 二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、可用功系數(shù)二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、可用功系數(shù) 1、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功 理想簡(jiǎn)單定壓加熱循環(huán)比功：理想簡(jiǎn)單定壓加熱循環(huán)比功： 分析上式，知當(dāng)分析上式，知當(dāng) 和和 確定后，比功確定后，比功 僅僅是增壓僅僅是增壓 比比 的函數(shù)。將比功對(duì)增壓比求導(dǎo)并令之為零，即可的函數(shù)。將比功對(duì)增壓比求導(dǎo)并令之為零，即可 求得最佳增壓比：求得最佳增壓比： 1 t 3 t n w 1 11 * 1 k k k k pctn tcwww（2-2-1） )1(2 max, k k wn （2-2-2） 將（將（2-2-2）代入

57、（）代入（2-2-1）得最大的循環(huán)比功：）得最大的循環(huán)比功： 2 * 1max, 1tcw pn （2-2-3） 1:2261 第二節(jié)第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán)等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán) 二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、可用功系數(shù)二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、可用功系數(shù) 1、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功 由理想簡(jiǎn)單定壓加熱循環(huán)比功公式作圖由理想簡(jiǎn)單定壓加熱循環(huán)比功公式作圖 理想簡(jiǎn)單定壓循環(huán)性能圖理想簡(jiǎn)單定壓循環(huán)性能圖 橫坐標(biāo)為：橫坐標(biāo)為： 縱坐標(biāo)為：縱坐標(biāo)為： * 1 tc w p n 分析：分析：a、 增加，增加， 增加增加 max,n w b、 增加，增加， 增加增加 max, n

58、 w 結(jié)論：結(jié)論： 在材料熱強(qiáng)度許可的在材料熱強(qiáng)度許可的 前提下，應(yīng)盡可能提前提下，應(yīng)盡可能提 高高 ，進(jìn)而有利，進(jìn)而有利 于提高燃機(jī)比功于提高燃機(jī)比功 。 1 3 t t 3 t n w 1:2262 第二節(jié)第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán)等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán) 二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、可用功系數(shù)二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、可用功系數(shù) 2、理想簡(jiǎn)單循環(huán)效率、理想簡(jiǎn)單循環(huán)效率 * 2 * 1 * 2 * 3 * 2 * 1 * 4 * 1 * 2 * 3 * 1 * 4 * 2 * 3 * 1 * 2 * 4 * 3 1 1 1 1 1 )( )()( t t t t t t t t

59、 tt tt ttc ttcttc q w p pp b n )()( 1 4 3 1 4 3 1 1 2 1 2 k k k k k k t t p p p p t t 理想簡(jiǎn)單循環(huán)效率理想簡(jiǎn)單循環(huán)效率 ：循環(huán)比功與燃燒室加入熱量之比：循環(huán)比功與燃燒室加入熱量之比 1:2263 第二節(jié)第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán)等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán) 二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、可用功系數(shù)二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、可用功系數(shù) 2、理想簡(jiǎn)單循環(huán)效率、理想簡(jiǎn)單循環(huán)效率 * 2 * 1 1 t t 即： k k k k k k t t p p p p t t 1 4 3 1 4 3 1 1 2 1 2

60、 )()( 又 k k t t 1* 2 * 1 1 11 （2-2-2） 此即為理想簡(jiǎn)單等壓循環(huán)效率此即為理想簡(jiǎn)單等壓循環(huán)效率 1:2264 第二節(jié)第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán)等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán) 二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、可用功系數(shù)二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、可用功系數(shù) 2、理想簡(jiǎn)單循環(huán)效率、理想簡(jiǎn)單循環(huán)效率 由理想簡(jiǎn)單循環(huán)效率：由理想簡(jiǎn)單循環(huán)效率： k k t t 1* 2 * 1 1 11 （2-2-2） 可以得出可以得出結(jié)論：結(jié)論： a、熱效率主要取決于循環(huán)增壓比、熱效率主要取決于循環(huán)增壓比 ，且隨，且隨 的增大的增大 而提高。也就是說熱效率主要取決于壓氣機(jī)中絕熱壓而提