气体动力循环课程

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所以 w0 (ws )T (ws )c
c
p0
T3
1
1
( 1) /
T1
( 1) /
1
( 1) /

max, w0
T1 T3
循环净功有极大值。
2020年6月16日
第九章 气体动力循环
13
二、燃气轮机的实际循环
压气机耗功: 燃气轮机轴功:
(ws )c
h2 h1
c,s
(ws )T T (h3 h4 )
w0 (q1 q1) q2 cV 0 (T3 T2 ) cp0 (T4 T3 ) cp0 (T5 T1)
利用循环中各状态间的参数关系,可以得到
w0 cV 0T1{ 1[( 1) ( 1)] ( 1)} p1v1 { 1[( 1) ( 1)] ( 1)} 1
可见: , , w0 。
循环热效率:
t
w0 q1
(ws )T
(ws )c q1
c p0 (T3
T4 )T
c p0 (T2
T1
)
1
c,s
c p0 (T3
T1 )
cp0
(T2
T1
)
1
c,s

T2 T3 ( 1)/
T1 T4
所以有
t
( 1) /
T
1
c,s
1
( 1) /
1
1
c,s
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第九章 气体动力循环
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利用内燃机的特性参数来表示热效率:
1234----2345①为为为为②③压绝定定绝压预缩热容压热力胀比过过过过升比:程程程程高:TTT比5TTTT54TT1234:23T4vvvv4p354vpv12231vv1134TTvpvpvv14T141223311T13TT22 vvT141TT1v1v23111T111
1
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第九章 气体动力循环
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混合加热循环热效率
将各点温度与特性参数的关系代入热效率表达式,得到
t
1
1
1
(
1 1) (
1)
可见: const, const, t ; const, , t 。
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第九章 气体动力循环
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混合加热循环的循环净功:
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三、活塞式内燃机各种理想循环的比较
①压缩比相同、放热量相同
Tm1,V Tm1 Tm1, p
Tm2,V Tm2 Tm2, p
t 1
q2 q1
1 Tm2 Tm1
t,V t t, p
②最高压力相同、最高温度相同
Tm1, p Tm1 Tm1,V
Tm2,V Tm2 Tm2, p
t 1
第九章 气体动力循环
8
②定压加热循环(笛塞尔循环)
特点:λ=1,为混合加热循环的一个特例,将λ=1代入混合加 热循环热效率及循环净功的表达式,即分别有
t
1
1
1
1 ( 1)
w0百度文库
p1v1 [ 1( 1
1)] (
1)]
可见: , t ;
, w0 。
2020年6月16日
第九章 气体动力循环
循环的组成:1-2为压气机中绝热压缩;2-6为回热器中定压预热; 6-3为燃烧室中定压加热;3-4为燃气轮机中绝热膨胀;4-5为回热器 中定压放热;5-1为大气中定压放热。
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第九章 气体动力循环
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循环特性:
增压比——π=p2/p1
最高温度——T3
升温比——τ= T3/T1
参数关系:
T2 T1
p2 p1
( 1)/
p3 p4
( 1)/
T3 T4
( 1)/
循环加热量:
q1 h3 h2 cp0 (T3 T2 )
循环放热量:
q2 h4 h1 cp0 (T4 T1)
循环热效率:
t
1
q2 q1
1
cp0 (T4
T1)
1
T1
T4 T1
1
cp0 (T3 T2 )
T2
T3 T2
1
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第九章 气体动力循环
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整理上式,有
t
1
1
( 1) /
可见,↑π,热效率↑。
功量—燃气轮机轴功: (ws )T h3 h4 cp0 (T3 T4 )
压气机耗功: (ws )c h2 h1 cp0 (T2 T1)
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第九章 气体动力循环
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二、定容加热循环和定压加热循环
①定容加热循环(奥图循环)
特点:ρ=1,为混合加热循环的一个特例,将ρ=1代入混合加 热循环的热效率及循环净功的表达式,即分别有
t
1
1
1
w0
p1v1 ( 1
1)( 1
1)
可见: t ;
, w0 。
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实际循环:
0-1 进气过程 1-2 压缩过程 2-3-4 燃烧过程 4-5 膨胀(作功)过程 5-1 自由排气过程+强制 排气过程
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第九章 气体动力循环
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理想化: 1. 热力过程的理想化
①进气过程→0-1定压线 ②压缩过程→1-2定熵压缩 ③燃烧过程→2-3定容加热+3-4定压加热(外热源加热) ④膨胀过程→4-5定熵膨胀 ⑤排气过程→5-1定容放热+1-0定压线
q2 q1
1 Tm2 Tm1
t, p t t,V
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第九章 气体动力循环
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9-2 燃气轮机装置循环
一、定压加热燃气轮机循环
燃气轮机装置循环(勃雷登循环)的组成: ①绝热压缩过程(压气机) ②定压加热过程(燃烧室、加热器) ③绝热膨胀过程(燃气轮机、气轮机) ④定压放热过程(大气、冷却器)
2. 工质以理想气体对待
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第九章 气体动力循环
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3. 开口系统简化为闭口系统(进排气功近似相等,相互抵消) 得到如下理论循环。
混合加热循环的热效率:
t
1
q2 q1 q1
cV 0 (T3
cV 0 (T5 T1) T2 ) cp0 (T4
T3)
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第九章 气体动力循环
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热效率影响因素分析
由 可见:
t
( 1) /
T
1
c,s
1
( 1) /
1
1
c,s
① (T3) t ;
②当 、、c,s 一T定时,随着增压比π的
提高,循环热效率有一个极大值 ;
③ c,s ,T t 。
2020年6月16日
第九章 气体动力循环
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三、提高热效率的措施 (1)燃气轮机装置的回热循环
第九章 气体动力循环
9-1 活塞式内燃机的理想循环 9-2 燃气轮机装置循环 9-3 增压内燃机及其循环 9-4 自由活塞燃气轮机装置及其循环 9-5 喷气式发动机及其循环 9-6 活塞式热气发动机及其循环
2020年6月16日
第九章 气体动力循环
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9-1 活塞式内燃机的理想循环
一、混合加热循环(萨巴特循环)
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