燃气轮机的实际热力循环
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L T 1 mf h g3 h g4
(15)
2.4. 等压放热过程 4—1 已知参数：p4，T4，T1； 求解参数：q4-1。
q 41 h 01 1 m f h g4
(16)
3. 理想循环的循环功
L id q 23 q 41
(17)
4. 理想循环的热效率
(10)
比焓的计算公式为：
hg =
1+ L0 h1 + α -1 L0 h 0
1+ αL 0
=
1+ L0
h1 + α -1 L 0 h0 h0 1+ αL0
(11)
引入参数：
hc = h1 h0
(12)
在 300℃ ~ 2000℃的范围内，hc 的变化范围为 1.0729 ~ 1.1184。若取 hc 的值为 1.09，则 hc 值的偏差均小于 2%。将（12）带入（11） ：
燃气轮机的实际热力循环
作者：水之北
1. 燃气轮机的实际循环 1.1. 燃气轮机的实际循环如图 1 的实线所示，包括四个热力过程：
n n n
熵增的多变压缩过程：空气从 p1 压缩至 p2； 略有压降的的加热过程：燃烧后的烟气温度从 T2 升至 T3，压力从 p2 略降至 p3； 熵增的多变膨胀过程，热烟气从 p3 膨胀至 p4＝p1，烟温从 T3 降至 T4； 等压放热过程，膨胀后的烟气从 T4 冷却至 T1。
L id q 23
(18)
~3~
h 04 = 1+ αL 0 h g4 1.09 1+ L0 + α -1 L 0
(13)
由（13）式可以求出 T4。如果追求更精确的计算结果，用求出的 T4 再代入式（11） ：
h 04,i+1 =
1+ L0 h c4,i + α -1 L0
1+ αL 0
h g4
(14)
这个过程可以一直继续下去，直到迭代出任意精度的结果。 过程 3—4 的烟气膨胀功为：
n
1.2. 循环工质是 1 kg/s 质量流量的空气，是热力学意义上的理想气体。 1.3. 忽略燃气轮机进出口空气的动能和重力势能。
P 2 3
理想循环 实际循环
1 0
图 1. 燃气轮机的实际循环
4 V
2. 实际循环的热力过程 2.1. 熵增多变压缩过程 1—2 已知参数：p1，T1，p2； 求解参数：T2。 用下标 s 表示等熵过程中的参数，则对于过程 1—2，熵增和等熵过程之间的关系为：
(8)
将（8）带入（5） ，得到：
mf h 03 h 02 b H f K 03h 03 h f 2
(9)
2.3. 熵增膨胀过程 3—4 已知参数：p3，T3，p4； 求解参数：T4。
~2~
与式（1）类似，3—4 的等熵和熵增过程之间的关系为：
h g3 h g4 T h g3 h g4s h g4 1 T h g3 h g4s
h 02 h 01 1 h 02s h 01 c
(1)
其中ηc 是压气机的效率。那么：
h 02 h 02s 1 c h01 c
~1~
(2)
Байду номын сангаас
过程 1—2 的空气压缩功为：
L c 1 h 02 h 01
(3)
2.2. 略有压降的加热过程 2—3 已知参数：p2，T2，T3； 求解参数：p3，q2-3。 设燃烧室总压恢复系数为 σb，则：
p3 b p2
(4)
设喷油量为 mf，燃油的低发热值为 Hf，燃烧室燃烧效率为ηb，则：
q 23 b m f H f m f h f 2 1 m f h g3 h 02
(5)
其中： hg3： h02： hf2： 状态 3 处烟气的热焓 状态 2 处空气的热焓 状态 2 处燃料的热焓
K 0 L0 h03 1 L 0
根据烟气热焓的计算公式：
h g3
(6)
其中： h03： α： L0： 状态 3 处纯空气的热焓 空气过剩系数（α＞1） 理论空气量
燃烧的空气过剩系数为：
1 mf L0
(7)
将（7）带入（6） ：
h g3 1 m f K 0 h 03 1 mf
(15)
2.4. 等压放热过程 4—1 已知参数：p4，T4，T1； 求解参数：q4-1。
q 41 h 01 1 m f h g4
(16)
3. 理想循环的循环功
L id q 23 q 41
(17)
4. 理想循环的热效率
(10)
比焓的计算公式为：
hg =
1+ L0 h1 + α -1 L0 h 0
1+ αL 0
=
1+ L0
h1 + α -1 L 0 h0 h0 1+ αL0
(11)
引入参数：
hc = h1 h0
(12)
在 300℃ ~ 2000℃的范围内，hc 的变化范围为 1.0729 ~ 1.1184。若取 hc 的值为 1.09，则 hc 值的偏差均小于 2%。将（12）带入（11） ：
燃气轮机的实际热力循环
作者：水之北
1. 燃气轮机的实际循环 1.1. 燃气轮机的实际循环如图 1 的实线所示，包括四个热力过程：
n n n
熵增的多变压缩过程：空气从 p1 压缩至 p2； 略有压降的的加热过程：燃烧后的烟气温度从 T2 升至 T3，压力从 p2 略降至 p3； 熵增的多变膨胀过程，热烟气从 p3 膨胀至 p4＝p1，烟温从 T3 降至 T4； 等压放热过程，膨胀后的烟气从 T4 冷却至 T1。
L id q 23
(18)
~3~
h 04 = 1+ αL 0 h g4 1.09 1+ L0 + α -1 L 0
(13)
由（13）式可以求出 T4。如果追求更精确的计算结果，用求出的 T4 再代入式（11） ：
h 04,i+1 =
1+ L0 h c4,i + α -1 L0
1+ αL 0
h g4
(14)
这个过程可以一直继续下去，直到迭代出任意精度的结果。 过程 3—4 的烟气膨胀功为：
n
1.2. 循环工质是 1 kg/s 质量流量的空气，是热力学意义上的理想气体。 1.3. 忽略燃气轮机进出口空气的动能和重力势能。
P 2 3
理想循环 实际循环
1 0
图 1. 燃气轮机的实际循环
4 V
2. 实际循环的热力过程 2.1. 熵增多变压缩过程 1—2 已知参数：p1，T1，p2； 求解参数：T2。 用下标 s 表示等熵过程中的参数，则对于过程 1—2，熵增和等熵过程之间的关系为：
(8)
将（8）带入（5） ，得到：
mf h 03 h 02 b H f K 03h 03 h f 2
(9)
2.3. 熵增膨胀过程 3—4 已知参数：p3，T3，p4； 求解参数：T4。
~2~
与式（1）类似，3—4 的等熵和熵增过程之间的关系为：
h g3 h g4 T h g3 h g4s h g4 1 T h g3 h g4s
h 02 h 01 1 h 02s h 01 c
(1)
其中ηc 是压气机的效率。那么：
h 02 h 02s 1 c h01 c
~1~
(2)
Байду номын сангаас
过程 1—2 的空气压缩功为：
L c 1 h 02 h 01
(3)
2.2. 略有压降的加热过程 2—3 已知参数：p2，T2，T3； 求解参数：p3，q2-3。 设燃烧室总压恢复系数为 σb，则：
p3 b p2
(4)
设喷油量为 mf，燃油的低发热值为 Hf，燃烧室燃烧效率为ηb，则：
q 23 b m f H f m f h f 2 1 m f h g3 h 02
(5)
其中： hg3： h02： hf2： 状态 3 处烟气的热焓 状态 2 处空气的热焓 状态 2 处燃料的热焓
K 0 L0 h03 1 L 0
根据烟气热焓的计算公式：
h g3
(6)
其中： h03： α： L0： 状态 3 处纯空气的热焓 空气过剩系数（α＞1） 理论空气量
燃烧的空气过剩系数为：
1 mf L0
(7)
将（7）带入（6） ：
h g3 1 m f K 0 h 03 1 mf