燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)Pp

第一章燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)1-1理想簡(jiǎn)單熱力循環(huán)簡(jiǎn)單燃?xì)廨啓C(jī)理想循環(huán)（布雷頓（Brayton））

1、絕熱壓縮1-22、定壓吸熱2-33、絕熱膨脹3-44、定壓放熱4-1

1-2燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的主要指標(biāo)一、性能指標(biāo)

1、裝置比功wn

定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量工質(zhì)所作的功，即單位流量工質(zhì)所發(fā)的功率。對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)，裝置比功是流過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)的單位質(zhì)量空氣所作的有用凈功。

wnwT-wckJ/kg

比功越大，裝置可以做得越小。2裝置效率：裝置輸出的有用功與輸入的燃料熱值之比。其中：Hu

為每千克燃料的低位熱值，kJ/kg；

f為燃空比，即燃料流量與空氣流量的比值。

最重要的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，多年來(lái)燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展瞄準(zhǔn)了如何提高效率來(lái)進(jìn)行。2壓比定義：壓氣機(jī)壓縮過(guò)程前后的滯止壓力之比。

無(wú)因次量，壓比大小表明壓縮的程度，表明壓氣機(jī)性能的優(yōu)劣。

壓氣機(jī)將不斷向大壓比，大流量、高效率方向發(fā)展，依賴(lài)于氣動(dòng)熱力學(xué)及流體力學(xué)的發(fā)展。二、熱力參數(shù)

1、溫比定義：循環(huán)最高滯止溫度T3*與最低滯止溫度T1*之比。

無(wú)因次量，決定燃機(jī)循環(huán)性能的主要參數(shù)之一，溫比的提高主要依靠耐熱材料的發(fā)展1-3等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán)一、基本熱力過(guò)程分析熱力學(xué)第一定律解析式：

q=h+wt

假設(shè)工質(zhì)為理想氣體，四個(gè)過(guò)程均為可逆過(guò)程，cp和流量保持不變。假定空氣比熱與燃?xì)獗葻峤葡嗟?。四個(gè)過(guò)程能量分析：

1-2壓氣機(jī)絕熱等熵壓縮

q=0WC=h2-h1=CP(T2-T1)

2-3燃燒室中等壓加熱

W2-3=0qb=h3-h2=CP(T3-T2)3-4透平中絕熱等熵膨脹

q=0Wt=h3-h4=CP(T3-T4)4-1大氣中等壓放熱

W4-1=0q4-1=h4-h1=CP(T4-T1)

二、性能指標(biāo)計(jì)算

1、比功計(jì)算

wn=wt-wc=CP(T3-T4)-CP(T2-T1)

利用可逆絕熱時(shí)參數(shù)關(guān)系：若令m=(k-1)/k，則：（1）可以推出：圖比功隨燃?xì)廨啓C(jī)壓比變化關(guān)系2、循環(huán)效率計(jì)算（1）效率只與壓比有關(guān)，壓比越大，效率越高。壓比增大，達(dá)到同一T3

吸熱量減少，而T4也因膨脹比增大而降低，熱量損失減?。?）當(dāng)>12后，增幅減小。（3）等壓燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)效率在理論上只與壓比有關(guān)，與溫比無(wú)關(guān)。這與實(shí)際不符。圖效率隨燃?xì)廨啓C(jī)壓比變化關(guān)系對(duì)于理想簡(jiǎn)單燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)，

效率最佳壓比要遠(yuǎn)大于比功最佳壓比1-4改善簡(jiǎn)單燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)性能的措施及循環(huán)分析目的:

提高效率增大比功同時(shí)提高效率和比功

1、回?zé)嵫h(huán)

利用燃?xì)廨啓C(jī)排氣加熱壓氣機(jī)出口空氣，提高效率回?zé)嵫h(huán)燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖回?zé)嵫h(huán)燃?xì)廨啓C(jī)T-S圖性能計(jì)算：1、比功計(jì)算

wn=wt-wc=CP(T3-T4)-CP(T2-T1)

理想循環(huán)時(shí)，與不采用回?zé)釙r(shí)功率相同

2、效率計(jì)算討論：

（1）理想回?zé)嵫h(huán)效率與溫比和壓比都有關(guān)系，溫比越大，效率越高（2）當(dāng)=1，R=1-1/=1-T1/T3達(dá)卡諾循環(huán)效率，效率最高。但無(wú)實(shí)際意義，壓氣機(jī)和透平均不工作，此時(shí)w=0(3)隨著增加，效率將下降。T4變小，回?zé)釢摿υ絹?lái)越小，當(dāng)T4=T2時(shí)，將不能再回?zé)?。此時(shí)對(duì)應(yīng)壓比為臨界壓比，即=k/2(k-1)時(shí)，R=1-1/（k-1)/k

，此時(shí)效率等于無(wú)回?zé)釙r(shí)效率。對(duì)于理想回?zé)崛細(xì)廨啓C(jī)循環(huán)，

效率最佳壓比要遠(yuǎn)小于比功最佳壓比2間冷循環(huán)為了降低壓氣機(jī)耗功，采用多級(jí)壓縮帶中間冷卻措施，使壓縮盡可能接近等溫壓縮。燃?xì)廨啓C(jī)間冷循環(huán)簡(jiǎn)圖不同壓縮過(guò)程耗功比較圖一級(jí)間冷壓縮燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)T-S圖

q=h3-h2=CP(T3-T2)

=Wn

/q

最佳壓比分配：

總壓比一定時(shí)，兩級(jí)壓縮，每級(jí)壓比如何分配可使比功最大圖理想間冷循環(huán)比功和效率隨壓比變化關(guān)系

藍(lán)色代表間冷循環(huán)紅色代表簡(jiǎn)單循環(huán)對(duì)于理想間冷燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)

效率最佳壓比要大于比功最佳壓比3、理想再熱循環(huán)

燃?xì)馀蛎浺徊糠止笤俚饺紵椅鼰嵘郎卦倥蛎浺话阍O(shè)高壓透平、低壓透平再熱循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)圖再熱循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)T-S圖比功和效率計(jì)算：兩級(jí)膨脹，假定膨脹比為代入壓比最佳膨脹比分配：

總膨脹比一定時(shí)，兩級(jí)膨脹，每級(jí)膨脹如何分配可使比功最大理想再熱循環(huán)時(shí)，膨脹比與壓比數(shù)值上相等圖理想再熱循環(huán)比功和效率隨壓比變化關(guān)系

藍(lán)色代表再熱循環(huán)紅色代表簡(jiǎn)單循環(huán)對(duì)于理想再熱燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)，

效率最佳壓比要大于比功最佳壓比不同溫比時(shí)，理想簡(jiǎn)單、間冷和再熱循環(huán)比功比較理想簡(jiǎn)單、間冷和再熱循環(huán)比功比較紅色為簡(jiǎn)單循環(huán)藍(lán)色為間冷循環(huán)綠色為再熱循環(huán)理想再熱和回?zé)峤Y(jié)合理想間冷、再熱和回?zé)峤Y(jié)合如果無(wú)窮級(jí)間冷壓縮、理想回?zé)?、無(wú)窮級(jí)分級(jí)膨脹變?yōu)楦爬ㄐ钥ㄖZ循環(huán)，效率=1-T1/T3

1-5

實(shí)際簡(jiǎn)單循環(huán)壓氣機(jī)效率，燃燒室效率、透平效率實(shí)際循環(huán)總功：

實(shí)際循環(huán)效率=wn/(fHu)實(shí)際循環(huán)比功：比功和效率隨壓比、溫比變化曲線(xiàn)1-