燃?xì)廨啓C(jī)原理

1、TMI燃?xì)廨啓C(jī)原理與性能燃?xì)廨啓C(jī)原理與性能臧臧 述述 升升Tel: 34206103 Tel: 34206103 E-Mail: E-Mail: TMI第一章第一章概論概論1-1 燃?xì)廨啓C(jī)簡介燃?xì)廨啓C(jī)簡介 1-2燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展1-3燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用1-4 燃?xì)廨啓C(jī)的未來燃?xì)廨啓C(jī)的未來 1-5 燃?xì)廨啓C(jī)的分類燃?xì)廨啓C(jī)的分類1-6 燃?xì)廨啓C(jī)涉及的主要學(xué)科燃?xì)廨啓C(jī)涉及的主要學(xué)科1-7 燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)過程燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)過程第二章第二章燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)理論燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)理論2-1 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)主要性能指標(biāo)燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)主要性能指標(biāo)2-2 理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)2-3 實(shí)際燃?xì)?/p>

2、輪機(jī)循環(huán)實(shí)際燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)2-4 復(fù)合燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)復(fù)合燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)第三章第三章燃?xì)廨啓C(jī)熱力計(jì)算燃?xì)廨啓C(jī)熱力計(jì)算3-1 熱力計(jì)算的目的熱力計(jì)算的目的3-2 燃燒室計(jì)算方法燃燒室計(jì)算方法3-3 熱力計(jì)算的步驟熱力計(jì)算的步驟3-4 熱力計(jì)算的舉例熱力計(jì)算的舉例第四章第四章相似理論相似理論4-1 相似準(zhǔn)則相似準(zhǔn)則4-2 相似參數(shù)與換算參數(shù)相似參數(shù)與換算參數(shù)課程內(nèi)容課程內(nèi)容TMI第五章第五章燃?xì)廨啓C(jī)部件特性燃?xì)廨啓C(jī)部件特性5-1 軸流壓氣機(jī)特性軸流壓氣機(jī)特性 5-2 透平特性透平特性5-3 燃燒室特性燃燒室特性5-4 徑向壓氣機(jī)、向心渦輪特性徑向壓氣機(jī)、向心渦輪特性第六章第六章燃?xì)廨啓C(jī)變工況性能計(jì)算燃?xì)廨?/p>

3、機(jī)變工況性能計(jì)算 6-1 燃?xì)廨啓C(jī)部件特性的處理燃?xì)廨啓C(jī)部件特性的處理6-2 燃?xì)廨啓C(jī)部件間的匹配燃?xì)廨啓C(jī)部件間的匹配6-3 變工況性能計(jì)算方法變工況性能計(jì)算方法第七章第七章燃?xì)廨啓C(jī)過渡工況燃?xì)廨啓C(jī)過渡工況7-1 燃?xì)廨啓C(jī)起動過程燃?xì)廨啓C(jī)起動過程7-2 燃?xì)廨啓C(jī)加速過程燃?xì)廨啓C(jī)加速過程7-3 燃?xì)廨啓C(jī)減速過程燃?xì)廨啓C(jī)減速過程 7-4 燃?xì)廨啓C(jī)加減速過程參數(shù)控制燃?xì)廨啓C(jī)加減速過程參數(shù)控制第八章第八章燃?xì)廨啓C(jī)性能仿真燃?xì)廨啓C(jī)性能仿真8-1 仿真方法仿真方法 8-2 計(jì)算實(shí)例計(jì)算實(shí)例TMI教學(xué)參考書1、燃?xì)廨啓C(jī)裝置、燃?xì)廨啓C(jī)裝置 沈炳正沈炳正 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社2、燃?xì)廨啓C(jī)原理與性能、燃?xì)?/p>

4、輪機(jī)原理與性能 翁史烈翁史烈 上海交通大學(xué)出版社上海交通大學(xué)出版社3、燃?xì)廨啓C(jī)工作原理及性能、燃?xì)廨啓C(jī)工作原理及性能 朱行健朱行健 王雪瑜王雪瑜 科學(xué)出版社科學(xué)出版社4、燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)理論、燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)理論 佐滕豪佐滕豪 5、 Gas Turbine Theory H. Cohen, G. F. Rogers, H. I. H. Saravanamuttoo參考書目參考書目TMI第一章 概論1.1 燃?xì)廨啓C(jī)的組成及工作原理Simple gas turbine system C- compresserT- TurbineB Combustion chamber TMITMITMI1-2 1-2 燃

5、氣輪機(jī)的發(fā)展燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展n公元前公元前150150年年 埃及哲學(xué)家埃及哲學(xué)家HeroHero發(fā)明發(fā)明了一個(gè)玩具汽轉(zhuǎn)球了一個(gè)玩具汽轉(zhuǎn)球 (Aeolipile(Aeolipile）n1629 - Giovanni BrancaGiovanni Branca利用蒸汽利用蒸汽驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn)磨粉機(jī)驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn)磨粉機(jī)n1687 Isaac NewtonIsaac Newton 蒸汽貨車蒸汽貨車TMIn1791 John Barber第一個(gè)利用現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)的熱力學(xué)原理申請的設(shè)計(jì)專利n1872 - Dr. F. Stolze (1836-1910)設(shè)計(jì)了真正的第一臺燃?xì)廨啓C(jī)，具有多級渦輪和單級的壓氣機(jī)，但并沒

6、有靠自身動力轉(zhuǎn)動起來n1914 - Charles Curtis 檔案記載的應(yīng)用燃?xì)廨啓C(jī)第一人n (1864-1949) Aegidius Elling 1882 開始設(shè)計(jì)GT；1884獲得專利；11馬力，六級離心式壓氣機(jī)，可變?nèi)~片擴(kuò)壓器，級間噴水；帶有回?zé)崞?；蒸汽與燃?xì)饣旌线M(jìn)入噴嘴；一級向心透平；回?zé)嵬钙?；T3=500C；44馬力；具有了4軸的想法;TMI 1930 Frank Whittle 1930 Frank Whittle 19301930年申請了第一個(gè)用于噴氣推年申請了第一個(gè)用于噴氣推進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)專利進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)專利19411941年第一臺安裝在飛機(jī)上的燃年第一臺安裝在飛機(jī)上的燃

7、氣輪機(jī)誕生（速度氣輪機(jī)誕生（速度370MPH370MPH，10001000磅推力）磅推力） 19391939Hans von OhainHans von Ohain and Max Hahn and Max Hahn 第一架噴氣式飛機(jī)（第一架噴氣式飛機(jī)（HE-178HE-178）11001100磅推力，磅推力，400MPH400MPH速度；采用離心壓氣機(jī)，后改用軸速度；采用離心壓氣機(jī)，后改用軸流壓氣機(jī)流壓氣機(jī)TMI發(fā)電設(shè)備功率：50 MW效率： 40%功率/重量、功率/體積最高的動力形式-燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電設(shè)備發(fā)電設(shè)備功率：功率：5 5萬千瓦萬千瓦效率：效率： 40%40%功率功率/ /重量、功重量

8、、功率率/ /體積最高的體積最高的動力形式動力形式- -燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)廨啓C(jī)TMI占地面積??；高效、環(huán)保；21世紀(jì)最具競爭力的發(fā)電方式；占地面積??；占地面積??；高效、環(huán)保；高效、環(huán)保；2121世紀(jì)最具世紀(jì)最具競爭力的發(fā)電競爭力的發(fā)電方式；方式；TMI海軍艦船海軍艦船TMI機(jī)車車輛機(jī)車車輛英國英國9898年研制年研制40004000馬力機(jī)車馬力機(jī)車英國英國98年研制年研制4000馬力機(jī)車馬力機(jī)車TMI050001000015000200002500030000非洲和中東中南美洲東西歐遠(yuǎn)東和太平洋北美中國臺灣系 列 119991999年年1 1月月-2000-2000年年6 6月世界燃?xì)廨啓C(jī)裝機(jī)容量月

9、世界燃?xì)廨啓C(jī)裝機(jī)容量TMI 燃?xì)廨啓C(jī)的未來燃?xì)廨啓C(jī)的未來-燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)廨啓C(jī)+ +熱交換技術(shù)（換熱器）熱交換技術(shù)（換熱器）TMI渦輪入口溫度的提高TMI簡單循環(huán)：單軸、分軸、雙軸、多軸燃?xì)廨啓C(jī) 單軸：負(fù)荷固定、轉(zhuǎn)速固定；發(fā)電用；壓氣機(jī)固有的轉(zhuǎn)動慣量，有利于防止在甩負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生飛車；加入熱交換器可以使整機(jī)熱效率提高，但這要損失10%功率。 分軸：起動機(jī)僅滿足燃?xì)獍l(fā)生器即可；甩負(fù)荷時(shí)會帶來渦輪的飛車，所以控制系統(tǒng)要有保證。 多軸：如果不采用熱交換器而獲得高的熱效率，就要有高壓縮比。雖然多級離心式壓氣機(jī)具有高的壓比，但其效率要比軸流式的低，所以通常都是采用軸流式壓氣機(jī)。而當(dāng)壓氣機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)，由于壓氣機(jī)后

10、幾級由于出口面積減小，空氣密度降低，氣體軸向速度加大，葉片會出現(xiàn)阻塞。這種不穩(wěn)定區(qū)的出現(xiàn)，會發(fā)生在燃?xì)廨啓C(jī)起動或低負(fù)荷情況。 所以只在一臺壓氣機(jī)上取得8以上的壓比是很困難的。但只要采取將一臺分為兩臺或更多臺時(shí)，就可以克服上述困難。 在有些特殊的發(fā)動機(jī)上，由于流量小，多采用離心式；而軸流式則會由于流量小使其葉片過短，難以保證其效率。開式循環(huán)：1-4 燃?xì)廨啓C(jī)的分類燃?xì)廨啓C(jī)的分類TMI多軸燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子多軸燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子 TMI 最初雙軸燃?xì)廨啓C(jī)壓比在最初雙軸燃?xì)廨啓C(jī)壓比在1010：1 1，而它適合于，而它適合于3030：1 1這樣的比值。這樣的比值。 多軸的另一種形式：如果有幾級導(dǎo)葉是可調(diào)的，那么就

11、可在高壓比多軸的另一種形式：如果有幾級導(dǎo)葉是可調(diào)的，那么就可在高壓比下采用一臺壓氣機(jī)。下采用一臺壓氣機(jī)。GEGE已在一臺壓氣機(jī)上實(shí)現(xiàn)了已在一臺壓氣機(jī)上實(shí)現(xiàn)了1515：1 1。 在給定壓比下，壓縮功只與入口空氣溫度有關(guān)。在給定壓比下，壓縮功只與入口空氣溫度有關(guān)。- - 進(jìn)氣進(jìn)行冷卻。進(jìn)氣進(jìn)行冷卻。在許多情況下，機(jī)組的尺寸和重量要比熱效率重要。在許多情況下，機(jī)組的尺寸和重量要比熱效率重要。 優(yōu)點(diǎn)：可以在整個(gè)循環(huán)中采用較高的壓比優(yōu)點(diǎn)：可以在整個(gè)循環(huán)中采用較高的壓比-高的氣體密度，這可以在給高的氣體密度，這可以在給定輸出功率下減小機(jī)組尺寸；可以使發(fā)電功率只隨閉路中的壓力變化。定輸出功率下減小機(jī)組尺寸；

12、可以使發(fā)電功率只隨閉路中的壓力變化。這種控制形式意味著在整個(gè)負(fù)荷范圍內(nèi)，最高循環(huán)溫度不會改變，因此，這種控制形式意味著在整個(gè)負(fù)荷范圍內(nèi)，最高循環(huán)溫度不會改變，因此，總體效率少有變化?？傮w效率少有變化。 缺點(diǎn)：需要外部加熱系統(tǒng)；這樣加熱器表面溫度給主循環(huán)最高溫度缺點(diǎn)：需要外部加熱系統(tǒng)；這樣加熱器表面溫度給主循環(huán)最高溫度設(shè)定了上限。設(shè)定了上限。復(fù)雜循環(huán)：復(fù)雜循環(huán)：閉式循環(huán)：閉式循環(huán)：TMI輕型結(jié)構(gòu)15KG/PS輕型結(jié)構(gòu)： 航空機(jī)和航空改型艦用燃?xì)廨啓C(jī)，工業(yè)輕型（重載輕型）重型結(jié)構(gòu)：工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)金屬耐熱極限-1100 ；渦輪進(jìn)氣溫度：1460 采用空氣冷卻葉片；- 冷卻技術(shù)耐高溫材料（單晶鑄造，定向

13、凝固等技術(shù)）壽命：工業(yè)輕型 2-10 萬小時(shí)；燃?xì)廨啓C(jī)裝置的優(yōu)勢：1、裝置輕??；投資僅為蒸汽動力廠的20-80%以下；重量和所占空間只 有蒸汽輪機(jī)或內(nèi)燃機(jī)的幾分之一或幾百分之一；技術(shù)周 期短；現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)燃?xì)廨啓C(jī)簡圖：單位功率重量：TMI2、燃料適應(yīng)性強(qiáng)，公害少-最理想的清潔能源轉(zhuǎn)換裝置3、節(jié)省廠用水、電、潤滑油；4、啟動快、自動化程度高；5、維修快，運(yùn)行可靠TMIn流體力學(xué)（氣體動力學(xué)）流體力學(xué)（氣體動力學(xué)）n熱力學(xué)與傳熱熱力學(xué)與傳熱n自動控制自動控制n材料與強(qiáng)度材料與強(qiáng)度1-5 燃?xì)廨啓C(jī)涉及的主要學(xué)科燃?xì)廨啓C(jī)涉及的主要學(xué)科TMI市場調(diào)研市場調(diào)研技術(shù)規(guī)格書技術(shù)規(guī)格書用戶需求用戶需求

14、循環(huán)方式選擇研究循環(huán)方式選擇研究設(shè)計(jì)點(diǎn)的確定設(shè)計(jì)點(diǎn)的確定氣動模氣動模型修改型修改功率提高功率提高與改型與改型部件試驗(yàn)部件試驗(yàn)設(shè)計(jì)修改設(shè)計(jì)修改壓氣機(jī)、渦輪、進(jìn)、壓氣機(jī)、渦輪、進(jìn)、排氣等氣動設(shè)計(jì)排氣等氣動設(shè)計(jì)輪盤、葉片、殼體輪盤、葉片、殼體等結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)等結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)及制造工藝設(shè)計(jì)及制造試驗(yàn)及研究試驗(yàn)及研究產(chǎn)品產(chǎn)品變工況性能變工況性能強(qiáng)度修改強(qiáng)度修改控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)售后服務(wù)售后服務(wù)燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)流程TMI美國能源部21世紀(jì)先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)研究（AGTSR）計(jì)劃n高溫和耐腐蝕材料科學(xué)n燃燒現(xiàn)象的深入了解n天然氣或其他燃料燃燒時(shí)的污染物形成和減少n新型熱力循環(huán)的基礎(chǔ)理論n1992年-20

15、03年向大學(xué)設(shè)立了74個(gè)項(xiàng)目，投資約$35,485,299. TMI思考題思考題n1-1 為什么說燃?xì)廨啓C(jī)在未來的發(fā)電設(shè)備中具有競爭力的動力形式？為什么說燃?xì)廨啓C(jī)在未來的發(fā)電設(shè)備中具有競爭力的動力形式？n1-2 燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)有哪些？燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)有哪些？n1-3 為什么說燃?xì)廨啓C(jī)未來的發(fā)展離不開熱交換器的發(fā)展？為什么說燃?xì)廨啓C(jī)未來的發(fā)展離不開熱交換器的發(fā)展？n1-4 先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)的標(biāo)志性的參數(shù)是什么？為什么？先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)的標(biāo)志性的參數(shù)是什么？為什么？TMI第二章 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)理論 決定燃?xì)廨啓C(jī)前途的因素:裝置的熱效率裝置的尺寸,重量對燃料的適應(yīng)性影響燃?xì)廨啓C(jī)性能的兩個(gè)因素

16、:部件效率和渦輪初溫; 1904年兩個(gè)法國工程師Armengaud和Lemale,建造了一臺燃?xì)廨啓C(jī),部件效率60%,渦輪初溫740K。 (只夠自己運(yùn)轉(zhuǎn)) 整機(jī)的效率還和壓比有關(guān); 燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展和空氣動力學(xué)的發(fā)展相關(guān)：壓比35,部件效率85-90,初溫1650K.(86年的目標(biāo))TMI2-1 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)主要性能指標(biāo)1.比功 w：描述燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)作功性能的好壞的指標(biāo)。單位質(zhì)量工質(zhì)下所做的功。為什么不用功率作為描述循環(huán)性能的指標(biāo)？2. 熱效率t和耗油率sfc (specific fuel consumption) 耗油率：dWwdmtuwfH30003600faqfsfcwqw3600tusf

17、cHTMI2-2 理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)分析假設(shè)條件：假設(shè)條件： 壓縮和膨脹過程是可逆的、絕熱的即等熵的。壓縮和膨脹過程是可逆的、絕熱的即等熵的。 忽略部件進(jìn)出口工質(zhì)的動能變化；忽略部件進(jìn)出口工質(zhì)的動能變化； 在進(jìn)氣管道、燃燒室、熱交換器、間冷器、排氣管和連接部件的管道均在進(jìn)氣管道、燃燒室、熱交換器、間冷器、排氣管和連接部件的管道均不考慮壓力損失；不考慮壓力損失； 工質(zhì)在整個(gè)中具有同樣的組分，并且是比熱不變的完全氣體；工質(zhì)在整個(gè)中具有同樣的組分，并且是比熱不變的完全氣體； 氣體質(zhì)量流量在整個(gè)循環(huán)中不變；氣體質(zhì)量流量在整個(gè)循環(huán)中不變； 在熱交換器中充分換熱；在熱交換器中充分換熱；理想簡單燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)理

18、想簡單燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán) 此種循環(huán)的極限是什么？此種循環(huán)的極限是什么？此種循環(huán)的熱效率 (1)/34111111/tkkTT TMI12 31TSvp22 32 3 344卡諾循環(huán)；卡諾循環(huán)；1-2等熵加熱；等熵加熱；2-3 等溫膨脹；等溫膨脹；3-4等熵放熱；等熵放熱；4-3等溫壓縮等溫壓縮Ericsson Cycle斯特林循環(huán)斯特林循環(huán)布雷頓（布雷頓（Brayton cycle) 幾種典型的熱力循環(huán)比較幾種典型的熱力循環(huán)比較四個(gè)循環(huán)表明了布雷頓循環(huán)的改四個(gè)循環(huán)表明了布雷頓循環(huán)的改進(jìn)方向進(jìn)方向向向Ericsson Cycle靠靠近近 TMIThe cycle efficiency isMaking

19、 use of the isentropic p-T relation,And pressure ratio Then shown The efficiency thus depends only on the pressure ratio and nature of the gas.2134/pppp(1)/2134/kkTTTT34232()()()pppc TTc TTc TT(1)/11 ()kk 1.44(166k空氣）； = . (燃?xì)猓㏒pecific work output W, 3421(1)/(1)/()()1(1)(1)ppkkkkpWc TTc TTWc TTMI/(1

20、)max/2(1)(1)/kkkkkkoptopt2max1(1)pwc T24TT此時(shí)輸出功為最大。此時(shí)輸出功為最大。理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)其最大效率是隨壓比的增加而理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)其最大效率是隨壓比的增加而上升。上升。TMI復(fù)雜循環(huán)復(fù)雜循環(huán)回?zé)嵫h(huán)回?zé)嵫h(huán)T2T1T3T4T6T5(1)/1kk TS342135()()()pppc TTc TTc TTWith ideal heat-exchange 54TT2040608053124108612Specific work output is unchanged by the addition of a heat-exchangerTMI2-3

21、實(shí)際燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)實(shí)際燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)1. 實(shí)際燃?xì)廨啓C(jī)與理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的差別？實(shí)際燃?xì)廨啓C(jī)與理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的差別？ 2. 如何考慮實(shí)際的燃?xì)鉄崃π再|(zhì)如何考慮實(shí)際的燃?xì)鉄崃π再|(zhì) ？3.實(shí)際燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)性能？實(shí)際燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)性能？ 溫比、壓比對性能的影響？溫比、壓比對性能的影響？ 一、壓氣機(jī)效率、渦輪效率一、壓氣機(jī)效率、渦輪效率 用滯止等熵效率來衡量實(shí)際過程和等熵過程的差距。用滯止等熵效率來衡量實(shí)際過程和等熵過程的差距。scsccccwTwT問題：問題：TMI1343341()/1 ()kttktststwTTTTwTpp/etctstsccwwwww實(shí)際的裝置比功實(shí)際的裝置比功燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)

22、的 : 增加的百分?jǐn)?shù)是增加的百分?jǐn)?shù)是 增加的百分?jǐn)?shù)增加的百分?jǐn)?shù)的的 倍。有用功系數(shù)倍。有用功系數(shù) 小者小者 ， 對對 及及 的影的影響大，即裝置對響大，即裝置對 的變化愈敏感。的變化愈敏感。 tw1twtTMI二、壓力損失二、壓力損失 p實(shí)際過程中，工質(zhì)在燃燒室、回?zé)崞?、間冷器、空氣實(shí)際過程中，工質(zhì)在燃燒室、回?zé)崞?、間冷器、空氣濾清器、消音器系統(tǒng)中流動必然產(chǎn)生流阻損失，表現(xiàn)濾清器、消音器系統(tǒng)中流動必然產(chǎn)生流阻損失，表現(xiàn)為工質(zhì)的滯止壓力的損失。為工質(zhì)的滯止壓力的損失。燃燒室的壓損率燃燒室的壓損率 23322211BBBppppppp 進(jìn)氣道的壓損率進(jìn)氣道的壓損率 00110000011ppppp

23、pp 排氣道的壓損率排氣道的壓損率545554441Bppppppp TMI渦輪膨脹比渦輪膨脹比33500120540124550055(1) (1)(1)(1)tBBpppppppppppppppp 為滯止壓恢復(fù)系數(shù)為滯止壓恢復(fù)系數(shù)（三）（三） 空氣、燃?xì)饬髁康淖兓諝狻⑷細(xì)饬髁康淖兓?,fG G(1)gfGGGGGGfGTMI燃料與空氣比約為燃料與空氣比約為1/40 - 1/120,1/40 - 1/120,相對較??；相對較小；氣封漏氣和抽氣冷卻空氣也使流量改變；氣封漏氣和抽氣冷卻空氣也使流量改變；計(jì)算中：以空氣流量為基準(zhǔn)。抽氣或漏氣計(jì)算中：以空氣流量為基準(zhǔn)。抽氣或漏氣5%5%，會使功，會

24、使功率下降率下降101020%20%；效率下降；效率下降0.02-0.060.02-0.06。（四）燃燒室效率（四）燃燒室效率321)(298)(298)(298)Bpgppffuf cTc TfcTfH工質(zhì)獲得的熱消耗燃料的低熱值（TMI（五）燃?xì)庑再|(zhì)（五）燃?xì)庑再|(zhì)(1)定比熱：比熱為常量定比熱：比熱為常量 ；（平均比熱）；（平均比熱） ；用于簡單循環(huán)；用于簡單循環(huán)計(jì)算；計(jì)算；(2) 變比熱變比熱: 比熱比熱是溫度、是溫度、 燃料空氣比的函數(shù)。實(shí)際計(jì)燃料空氣比的函數(shù)。實(shí)際計(jì)算使用；算使用；(3)(3)使用方式：查圖表；數(shù)學(xué)表達(dá)式（程序）；使用方式：查圖表；數(shù)學(xué)表達(dá)式（程序）；,pck( ,)

25、pcT fTMITMI（六）回?zé)岫?、間冷度（六）回?zé)岫?、間冷度n 回?zé)岫然責(zé)岫?n 間冷度間冷度 2222244242()()p aaagp aGcTTTTG cTTTT2121mmimwTTTT0.9 1.0i0.5 0.85TMI（七）機(jī)械效率（七）機(jī)械效率(1)ccnttmmwwGwfwwG9799%m（八）（八） 實(shí)際燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)性能實(shí)際燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)性能（a a）壓比的影響）壓比的影響簡單循環(huán)的效率理論上隨壓比的提高而增加。但實(shí)際的簡簡單循環(huán)的效率理論上隨壓比的提高而增加。但實(shí)際的簡單循環(huán)不同。對應(yīng)最大比功和最大效率都有一個(gè)不同值的單循環(huán)不同。對應(yīng)最大比功和最大效率都有一個(gè)不同值的壓比

26、。壓比。maxmaxw回?zé)嵫h(huán)可以使兩個(gè)壓比值接近；TMI（b） 溫比的影響 每增加100，比功 約增加20-40%； 效率 增高0.02-0.05；實(shí)際大氣溫度的影響：降低 比提高 對燃?xì)廨啓C(jī)性能的影響要大幾倍。 3Tw3T1T由于工質(zhì)變化和各種損失（熱損失、化學(xué)損失、機(jī)械損失、流動由于工質(zhì)變化和各種損失（熱損失、化學(xué)損失、機(jī)械損失、流動損失）損失） 造成了理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)與實(shí)際燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的差別造成了理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)與實(shí)際燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的差別 。 TMI實(shí)際燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)設(shè)計(jì)點(diǎn)計(jì)算（1）求帶有回?zé)岬膶?shí)際燃?xì)廨啓C(jī)的輸出比功、燃料消耗率、循環(huán)效率。已知：壓比4.0 ；渦輪入口溫度1100K；壓氣機(jī)

27、絕熱效率0.85；渦輪絕熱效率0.87；機(jī)械效率0.99；燃燒效率0.98；換熱器效率0.80；壓力損失-燃燒室， 2% 壓氣機(jī)出口壓力；換熱器空氣側(cè) 3% 壓氣機(jī)出口壓力；換熱器空氣側(cè) 0.04 bar大氣條件 1bar,288Kbphaphgp,aap TTMI解： 由于和 01aTT01,1.4app壓氣機(jī)耗功產(chǎn)生的溫升為：用于驅(qū)動壓氣機(jī)每單位質(zhì)量流量所需的渦輪功為：(1)/02021/3.5()128841164.70.85kkaacaTpTTpK02()1.005 164.7167.2/0.99paatcmcTTWkJkg03020202(1)4.0(1 0.020.03)3.8bh

28、appppbarppTMI041.04ahgpppbar因此，因此，03043.654pp由于對于排氣由于對于排氣 1.333k 總的渦輪做功所產(chǎn)生的溫升總的渦輪做功所產(chǎn)生的溫升(1)/03040303041/411 ()/10.87 1100 1 ()264.83.654kktTTTppK單位工質(zhì)所作的總渦輪功單位工質(zhì)所作的總渦輪功0304()1.148 264.8304.0/tpgWcTTkJ kgTMI注意：渦輪的輸出比功為注意：渦輪的輸出比功為 如果對于如果對于1000kW,需要7.3 kg/s 為了確定燃/空比f，我們必須確定燃燒室的溫升 熱交換器效率=0.80=304 167.21

29、36.8/ttcWWkJ kg0305TT05020402TTTT050.80 382.5452.7758.7T02164.7288452.7,TK041100264.8835.2,TKTMI對于入口溫度為對于入口溫度為759K759K的燃燒室和燃燒溫升為（的燃燒室和燃燒溫升為（1100-1100-759) = 341K;759) = 341K;理論上的燃料理論上的燃料/ /空氣比為空氣比為0.00940.0094，這樣，這樣0.00940.00960.98bff理論上因此，油耗率因此，油耗率SFC SFC = 3600 0.00940.253/136.8ttcfkg kWWW最后，循環(huán)效率最后，循環(huán)效率,360036000.3310.253 43100net pSFCQTMI已知：已知： 壓比壓比12.0 12.0 ；渦輪入口溫度；渦輪入口溫度1350K1350K；壓氣機(jī)絕