燃氣輪機原理(1)

1、TMI 燃氣輪機原理與性能燃氣輪機原理與性能 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 燃氣輪機簡介燃氣輪機簡介 1-2燃氣輪機的發(fā)展燃氣輪機的發(fā)展 1-3燃氣輪機的應(yīng)用燃氣輪機的應(yīng)用1-4 燃氣輪機的未來燃氣輪機的未來 1-5 燃氣輪機的分類燃氣輪機的分類1-6 燃氣輪機涉及的主要學(xué)科燃氣輪機涉及的主要學(xué)科 1-7 燃氣輪機的設(shè)計過程燃氣輪機的設(shè)計過程 第二章第二章燃氣輪機循環(huán)理論燃氣輪機循環(huán)理論 2-1 燃氣輪機循環(huán)主要性能指標燃氣輪機循環(huán)主要性能指標2-2 理想燃氣輪機循環(huán)理想燃氣輪機循

2、環(huán) 2-3 實際燃氣輪機循環(huán)實際燃氣輪機循環(huán)2-4 復(fù)合燃氣輪機循環(huán)復(fù)合燃氣輪機循環(huán) 第三章第三章燃氣輪機熱力計算燃氣輪機熱力計算 3-1 熱力計算的目的熱力計算的目的3-2 燃燒室計算方法燃燒室計算方法 3-3 熱力計算的步驟熱力計算的步驟3-4 熱力計算的舉例熱力計算的舉例 第四章第四章相似理論相似理論 4-1 相似準則相似準則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 第五章第五章燃氣輪機部件特性燃氣輪機部件特性 5-1 軸流壓氣機特性軸流壓氣機特性 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、向心渦輪特性徑向壓氣機、向心渦輪特性

3、 第六章第六章燃氣輪機變工況性能計算燃氣輪機變工況性能計算 6-1 燃氣輪機部件特性的處理燃氣輪機部件特性的處理6-2 燃氣輪機部件間的匹配燃氣輪機部件間的匹配 6-3 變工況性能計算方法變工況性能計算方法 第七章第七章燃氣輪機過渡工況燃氣輪機過渡工況 7-1 燃氣輪機起動過程燃氣輪機起動過程7-2 燃氣輪機加速過程燃氣輪機加速過程 7-3 燃氣輪機減速過程燃氣輪機減速過程 7-4 燃氣輪機加減速過程參數(shù)控制燃氣輪機加減速過程參數(shù)控制 第八章第八章燃氣輪機性能仿真燃氣輪機性能仿真 8-1 仿真方法仿真方法 8-2 計算實例計算實例 TMI 教學(xué)參考書 1、燃氣輪機裝置、燃氣輪機裝置 沈炳正沈炳

4、正 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社 2、燃氣輪機原理與性能、燃氣輪機原理與性能 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、燃氣輪機工作原理及性能、燃氣輪機工作原理及性能 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、燃氣輪機循環(huán)理論、燃氣輪機循環(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 燃氣輪機的 組成及工作原理 Simple gas turbine system C- compresser T- Turbin

5、e B Combustion chamber TMI TMI TMI 1-2 1-2 燃氣輪機的發(fā)展燃氣輪機的發(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 了一個玩具汽轉(zhuǎn)球了一個玩具汽轉(zhuǎn)球 ( (AeolipileAeolipile） n1629 - Giovanni Giovanni BrancaBranca利用蒸汽利用蒸汽 驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn)磨粉機驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn)磨粉機 n1687 Isaac NewtonIsaac Newton 蒸汽貨車蒸汽貨車 TMI n1791 John Barber第一個利用現(xiàn)代燃氣輪 機的熱力學(xué)原理申請的設(shè)計專利 n1872 - Dr

6、. F. Stolze (1836-1910)設(shè)計 了真正的第一臺燃氣輪機，具有多級渦輪 和單級的壓氣機，但并沒有靠自身動力轉(zhuǎn) 動起來 n1914 - Charles Curtis 檔案記載的應(yīng)用燃氣輪機第一人 n (1864-1949) Aegidius Elling 1882 開始設(shè)計GT；1884獲得專利；11馬 力，六級離心式壓氣機，可變?nèi)~片擴壓器，級間噴水；帶有回?zé)崞?；?汽與燃氣混合進入噴嘴；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年申請了第一個用于

7、噴氣推年申請了第一個用于噴氣推 進的燃氣輪機專利進的燃氣輪機專利 19411941年第一臺安裝在飛機上的燃年第一臺安裝在飛機上的燃 氣輪機誕生氣輪機誕生（速度速度370MPH370MPH， 10001000磅推力）磅推力） 19391939Hans von Hans von OhainOhain and Max Hahn and Max Hahn 第一架噴氣式飛機（第一架噴氣式飛機（HE-178HE-178）11001100磅推力，磅推力， 400MPH400MPH速度；采用離心壓氣機，后改用軸速度；采用離心壓氣機，后改用軸 流壓氣機流壓氣機 TMI 發(fā)電設(shè)備 功率：50 MW 效率： 40%

8、 功率/重量、功率/ 體積最高的動力形 式-燃氣輪機 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、功 率率/ /體積最高的體積最高的 動力形式動力形式 - -燃氣輪機燃氣輪機 TMI 占地面積?。?高效、環(huán)保； 21世紀最具競 爭力的發(fā)電方 式； 占地面積小；占地面積??； 高效、環(huán)保；高效、環(huán)保； 2121世紀最具世紀最具 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 機車車輛機車車輛 英國英國9898年研制年研制40004000馬力機車馬力機車 英國英國98年研制年研制4000馬力機車馬力機車 TMI

9、0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 非洲和中東 中南美洲 東西歐 遠東和太平洋 北美 中國 臺灣 系 列 1 19991999年年1 1月月-2000-2000年年6 6月世界燃氣輪機裝機容量月世界燃氣輪機裝機容量 TMI 燃氣輪機的未來燃氣輪機的未來-燃氣輪機燃氣輪機+ +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、多軸燃氣輪機 單軸：負荷固定、轉(zhuǎn)速固定；發(fā)電用；壓氣機固有的轉(zhuǎn)動慣量，有利 于防止在甩負荷時產(chǎn)生飛車；加入熱交換器可以使整機熱效率提高，但這 要損失10%功率。 分軸：起動機僅滿

10、足燃氣發(fā)生器即可；甩負荷時會帶來渦輪的飛車， 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。而當(dāng)壓氣機在低轉(zhuǎn)速時，由于壓氣機后幾級由于 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)生在燃氣輪機起動或低負荷情況。 所以只在一臺壓氣機上取得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，就可以克服上述困難。 在有些特殊的發(fā)動機上，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

11、循環(huán)： 1-4 燃氣輪機的分類燃氣輪機的分類 TMI 多軸燃氣輪機轉(zhuǎn)子多軸燃氣輪機轉(zhuǎn)子 TMI 最初雙軸燃氣輪機壓比在最初雙軸燃氣輪機壓比在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。下采用一臺壓氣機。GEGE已在一臺壓氣機上實現(xiàn)了已在一臺壓氣機上實現(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)。- - 進氣進行冷卻。進氣進行冷卻。 在許多情況下，機組的尺寸和重量

12、要比熱效率重要。在許多情況下，機組的尺寸和重量要比熱效率重要。 優(yōu)點：可以在整個循環(huán)中采用較高的壓比優(yōu)點：可以在整個循環(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組尺寸；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負荷范圍內(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負荷范圍內(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：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：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

13、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)： 航空機和航空改型艦用燃氣輪機，工業(yè)輕型（重載輕型） 重型結(jié)構(gòu)：工業(yè)燃氣輪機 金屬耐熱極限-1100 ；渦輪進氣溫度：1460 采用空氣冷卻葉片；- 冷卻技術(shù) 耐高溫材料（單晶鑄造，定向凝固等技術(shù)） 壽命：工業(yè)輕型 2-10 萬小時； 燃氣輪機裝置的優(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 有蒸汽輪機或內(nèi)燃機的幾分之一或幾百分之一；技術(shù)周 期短； 現(xiàn)代燃氣輪機的結(jié)構(gòu)特點 燃氣輪機簡圖： 單位功率重量： TMI 2、燃料適應(yīng)性強，公害少-最理想的清潔

14、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，運行可靠 TMI n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材料與強度材料與強度 1-5 燃氣輪機涉及的主要學(xué)科燃氣輪機涉及的主要學(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 循環(huán)方式選擇研究循環(huán)方式選擇研究 設(shè)計點的確定設(shè)計點的確定 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 部件試驗部件試驗 設(shè)計修改設(shè)計修改 壓氣機、渦輪、進、壓氣機、渦輪、進、 排氣等氣動設(shè)計排氣等氣動設(shè)計 輪盤、葉片、殼體輪盤、葉片、殼體 等

15、結(jié)構(gòu)強度設(shè)計等結(jié)構(gòu)強度設(shè)計 工藝設(shè)計及制造工藝設(shè)計及制造 試驗及研究試驗及研究 產(chǎn)品產(chǎn)品 變工況性能變工況性能 強度修改強度修改 控制系統(tǒng)設(shè)計控制系統(tǒng)設(shè)計 售后服務(wù)售后服務(wù) 燃氣輪機設(shè)計流程 TMI 美國能源部21世紀先進燃氣輪機系統(tǒng)研究（AGTSR）計劃 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-2003年向大學(xué)設(shè)立了74個項目，投資約$35,485,299. TMI思考題思考題 n1-1 為什么說燃氣輪機在未來的發(fā)電設(shè)備中具有競爭力的動力形式？為什么說燃氣輪機在未來的發(fā)電設(shè)備中具有競爭力的動力形式？ n

16、1-2 燃氣輪機發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)有哪些？燃氣輪機發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)有哪些？ n1-3 為什么說燃氣輪機未來的發(fā)展離不開熱交換器的發(fā)展？為什么說燃氣輪機未來的發(fā)展離不開熱交換器的發(fā)展？ n1-4 先進燃氣輪機的標志性的參數(shù)是什么？為什么？先進燃氣輪機的標志性的參數(shù)是什么？為什么？ TMI 第二章 燃氣輪機循環(huán)理論 決定燃氣輪機前途的因素: 裝置的熱效率 裝置的尺寸,重量 對燃料的適應(yīng)性 影響燃氣輪機性能的兩個因素:部件效率和渦輪初溫; 1904年兩個法國工程師Armengaud和Lemale,建造了一臺燃氣輪 機,部件效率60%,渦輪初溫740K。 (只夠自己運轉(zhuǎn)) 整機的效率還和壓比有關(guān); 燃氣

17、輪機的發(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) TMI2-1 燃氣輪機循環(huán)主要性能指標 1.比功 w：描述燃氣輪機循環(huán)作功性能的好壞的指標。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？ 2. 熱效率t和耗油率sfc (specific fuel consumption) 耗油率： dW w dm t u w fH 3000 3600 f a q f sfc wqw 3600 tu sfc H TMI 2-2 理想燃氣輪機循環(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

18、即等熵的。 忽略部件進出口工質(zhì)的動能變化；忽略部件進出口工質(zhì)的動能變化； 在進氣管道、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)量流量在整個循環(huán)中不變；氣體質(zhì)量流量在整個循環(huán)中不變； 在熱交換器中充分換熱；在熱交換器中充分換熱； 理想簡單燃氣輪機循環(huán)理想簡單燃氣輪機循環(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)/ 34 111 111 / t k

19、k TT TMI 1 2 3 1 T S v p 2 2 3 2 3 3 4 4 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 四個循環(huán)表明了布雷頓循環(huán)的改四個循環(huán)表明了布雷頓循環(huán)的改 進方向進方向向向Ericsson Cycle靠靠 近近 TMI The cycle efficiency is Making use of the isentropic p-T relatio

20、n, And pressure ratio Then shown The efficiency thus depends only on the pressure ratio and nature of the gas. 2134 /pppp (1)/ 2134 / kk TTTT 342 32 ()() () pp p c TTc TT c TT (1)/ 1 1 () kk 1.44(166k空氣）； = . (燃氣） Specific work output W, 3421 (1)/ (1)/ ()() 1 (1)(1) pp kk kk p Wc TTc TT W c T TMI /(

21、1) max /2(1)(1)/ kk kkkk optopt 2 max1( 1) p wc T 24 TT此時輸出功為最大。此時輸出功為最大。 理想燃氣輪機循環(huán)其最大效率是隨壓比的增加而理想燃氣輪機循環(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) T2 T1 T3 T4 T6 T5 (1)/ 1 kk T S 3421 35 ()() () pp p c TTc TT c TT With ideal heat-exchange 54 TT 20 40 60 80 5 3 124108612 Specific work output is unchange

22、d by the addition of a heat-exchanger TMI2-3 實際燃氣輪機循環(huán)實際燃氣輪機循環(huán) 1. 實際燃氣輪機與理想燃氣輪機循環(huán)的差別？實際燃氣輪機與理想燃氣輪機循環(huán)的差別？ 2. 如何考慮實際的燃氣熱力性質(zhì)如何考慮實際的燃氣熱力性質(zhì) ？ 3.實際燃氣輪機循環(huán)性能？實際燃氣輪機循環(huán)性能？ 溫比、壓比對性能的影響？溫比、壓比對性能的影響？ 一、壓氣機效率、渦輪效率一、壓氣機效率、渦輪效率 用滯止等熵效率來衡量實際過程和等熵過程的差距。用滯止等熵效率來衡量實際過程和等熵過程的差距。 scsc c cc wT wT 問題：問題： TMI 1 343 34 1 ()/1

23、 () k tt k t stst wT TTT wTpp / etctstscc wwwww 實際的裝置比功實際的裝置比功 燃氣輪機的燃氣輪機的 : 增加的百分數(shù)是增加的百分數(shù)是 增加的百分數(shù)增加的百分數(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。 t w 1 t w t c c TMI 二、壓力損失二、壓力損失 p 實際過程中，工質(zhì)在燃燒室、回?zé)崞?、間冷器、空氣實際過程中，工質(zhì)在燃燒室、回?zé)崞鳌㈤g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

24、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 233 222 11 B BB pppp ppp 進氣道的壓損率進氣道的壓損率 0011 00 000 11 pppp ppp 排氣道的壓損率排氣道的壓損率 5455 5 444 1 B pppp ppp TMI 渦輪膨脹比渦輪膨脹比 3350012 05 4012455 0 05 5 (1) (1)(1)(1) tB B ppppppp ppppppp p p 為滯止壓恢復(fù)系數(shù)為滯止壓恢復(fù)系數(shù) （三）（三） 空氣、燃氣流量的變化空氣、燃氣流量的變化 , f G G (1) gf G GGGGGf G TMI 燃料與

25、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??； 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； 計算中：以空氣流量為基準。抽氣或漏氣計算中：以空氣流量為基準。抽氣或漏氣5%5%，會使功，會使功 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 32 1)(298)(298)(298) B pgppff u f cTc TfcT fH 工質(zhì)獲得的熱 消耗燃料的低熱值 （ TMI （五）燃氣性質(zhì)（五）燃氣性質(zhì) (1)定比熱：比熱為常量定比熱：比熱

26、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) 計算；計算； (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)。實際計燃料空氣比的函數(shù)。實際計 算使用；算使用； (3)(3)使用方式：查圖表；數(shù)學(xué)表達式（程序）；使用方式：查圖表；數(shù)學(xué)表達式（程序）； , p ck ( ,) p cT f TMI TMI （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 222 22 44242 () () p aa a gp a GcTT TT G cTTTT 21 21 mm i mw TT TT 0.9 1.0 i 0.5 0.85 TMI

27、 （七）機械效率（七）機械效率 (1) cc ntt mm wwG wfww G 9799% m （八）（八） 實際燃氣輪機循環(huán)性能實際燃氣輪機循環(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不同值的 壓比。壓比。 maxmaxw 回?zé)嵫h(huán)可以使兩個壓比值接近； 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； 實際大氣溫度的影響： 降低 比提高 對燃氣輪

28、機性能的影響要大幾倍。 3 T w 3 T 1 T 由于工質(zhì)變化和各種損失（熱損失、化學(xué)損失、機械損失、流動由于工質(zhì)變化和各種損失（熱損失、化學(xué)損失、機械損失、流動 損失）損失） 造成了理想燃氣輪機循環(huán)與實際燃氣輪機循環(huán)的差別造成了理想燃氣輪機循環(huán)與實際燃氣輪機循環(huán)的差別 。 TMI 實際燃氣輪機循環(huán)設(shè)計點計算 （1）求帶有回?zé)岬膶嶋H燃氣輪機的輸出比功、燃料消耗率、循環(huán)效率。 已知：壓比4.0 ；渦輪入口溫度1100K； 壓氣機絕熱效率0.85；渦輪絕熱效率0.87； 機械效率0.99；燃燒效率0.98； 換熱器效率0.80； 壓力損失- 燃燒室， 2% 壓氣機出口壓力； 換熱器空氣側(cè) 3%

29、壓氣機出口壓力； 換熱器空氣側(cè) 0.04 bar 大氣條件 1bar,288K b p ha p hg p ,aa p T TMI 解： 由于和 01a TT 01 ,1.4 a pp 壓氣機耗功產(chǎn)生的溫升為： 用于驅(qū)動壓氣機每單位質(zhì)量 流量所需的渦輪功為： (1)/ 02 02 1/3.5 ()1 288 41164.7 0.85 kk a a ca Tp TT p K 02 () 1.005 164.7 167.2/ 0.99 paa tc m cTT WkJkg 0302 0202 (1)4.0(1 0.020.03)3.8 bha pp ppbar pp TMI 04 1.04 ahg

30、 pppbar因此，因此， 0304 3.654pp 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)/ 030403 0304 1/4 1 1 () / 1 0.87 1100 1 ()264.8 3.654 kk t TTT pp K 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/ tpg WcTTkJ kg TMI 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 1

31、67.2136.8/ ttc WWkJ kg 0305 TT 0502 0402 TT TT 05 0.80 382.5452.7758.7T 02 164.7288452.7,TK 04 1100264.8835.2,TK TMI 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 0.0094 0.0096 0.98 b f f 理論上 因此，油耗率因此，油耗率 SFC SFC = 3600 0.0094 0.253/ 136.8 ttc f kg kW WW 最后，循環(huán)效率最后，循環(huán)效率 , 36003600 0.331 0.253 43100 net p SFCQ TMI 已知：