09第9章气体动力循环探析.ppt

9－5 燃气轮机装置循环;工程热力学 研究能量转换、特别是热能转化成机械能的规律和方法，以及提高转化效率的途径，以提高能源利用的经济性。;基本概念;热力循环;动力循环;动力循环分类;气体动力循环分类;活塞式汽车发动机构造;航空发动机（叶轮式燃气循环）;气体动力循环分类;气体动力循环分类;一、分析动力循环的目的;三、分析动力循环的方法;四、内部热效率?i (internal thermal efficiency );五、空气标准假设(the air-standard hypothesis);一、活塞式内燃机简介;2、内燃机基本构造;四冲程柴油机工作原理;四冲程柴油机工作过程;四冲程柴油机工作过程;二、活塞式内燃机循环的简化;1;混合加热理想循环（萨巴德循环）;1;定压加热循环（狄塞尔Diesel循环);混合加热循环萨巴德;三、平均有效压力(mean effective pressure);9–3 活塞式内燃机的理想循环;1. p-v图及T-s图;2. 循环吸热量、放热量、做功和热效率;利用;两式相除，考虑到; 多热源可逆热机与相同温度界限的卡诺热机相比，热效率如何？;讨论：;二、定压加热理想循环(Diesel cycle);讨论：;;吸热量;讨论：;汽油易爆燃 一般汽油机;T;T;活塞式内燃机理想循环： p-v图及T-s图; 已知柴油机混合加热理想循环p1=0.17 MPa、t1=60℃，压缩比ε=14.5，气缸中气体最大压力10.3 MPa，循环加热量q1 = 900 kJ/kg。设工质为空气，比热容为定值并取cp = 1004 J/(kg·K)，cV = 718 J/(kg·K)，κ=1.4；环境温度t0= 20℃，压力p0=0.1 MPa。试分析该循环并求循环热效率及火用效率。 ;1-2是定熵过程，有 ;点4： ;;循环吸热量中的火用： ;总结循环分析的步骤;气体动力循环分类;9-6 燃气轮机装置循环—布雷顿循环;轴流式燃气轮机;;;构成 压气机(compressor) 燃烧室(combustion chamber) 燃气轮机(gas turbine);二、定压加热理想循环;二、定压加热理想循环;三、定压加热理想循环分析;2.分析 ;;可见： 1）对于每一τ，均有π， 其w→wnet,max ; 1-2 不可逆绝热压缩，熵增； 2-3 定压吸热； 3-4 不可逆绝热膨胀，熵增； 4-1 定压放热。;燃气轮机相对内效率：;三、燃气轮机装置的内部热效率;讨论：;例题2：空气标准布雷顿循环，进入压气机的空气p1=0.1MPa、t1=20℃，离开压气机的空气压力p2=0.5MPa，循环最高温度t3=1000℃。试求： （1）循环各点状态参数（压力、温度） （2）压气机耗功wc和燃气轮机做功wT （3）循环热效率 （4）若燃气轮机相对内效率为0.9，此时循环热效率;状态点3（气轮机进口）： T3=1000+273=1273K（已知），2-3定压过程;（3）循环热效率;例题3：某燃气轮机装置定压加热循环，循环增压比π=7，增温比τ=4，压气机吸入空气压力p1=0.8MPa，t1=17℃。压气机绝热效率ηCs=0.90，燃机轮机相对内效率ηT= 0.92，若空气取定比热，其cp=1.03 kJ/(kg·K)，Rg=0.287 kJ/(kg·K)，κ=1.3863。 求：循环吸热量q1，放热量q2，循环净功及装置内部热效率ηi ；;;;总结循环分析的步骤;循环增压比;提高;一、回热（regeneration） ;回热在T-s 图上的表示;注意：π达一定值，回热不能进行。;二、 分级压缩，中间冷却;循环12341：;回热基础上分级压缩中间冷却;三、回热基础上分级膨胀，中间加热;四、回热基础上 分级压缩，中间冷却；分级膨胀，中间加热; 当分级压缩中间冷却；分级膨胀中间再热，级数趋向无穷 多时，定压加热理想循环趋于概括性卡诺循环。;一燃气轮机装置，按等压加热循环工作。压缩机进口参数为t1=27℃，p1=0.1MPa，压缩机增压比π=6，气轮机进口燃气温度为t3=800 ℃，压缩机绝热效ηCs=0.88，燃气轮机相对内效率ηT=0.85，求：;解：1）求内部热效率;2）压气机和燃气轮机中的熵增;3）极限回热时的热效率：;小结;压缩比 (compression ratio);T;T;二、燃气轮机定压加热理想循环——布雷顿循环;2. 循环分析及优化 ;三、燃气轮机定压加热的实际循环 ;1、采用回热 平均吸热温度升高、平均放热温度降低;作业