燃?xì)廨啓C(jī)原理概述及熱力循環(huán)

燃?xì)廨啓C(jī)原理概述及熱力循環(huán)第一頁，共八十三頁，2022年，8月28日主要教學(xué)內(nèi)容第一章概述第二章燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)第三章燃?xì)廨啓C(jī)主機(jī)及主要部件第四章燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)裝置第五章燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的調(diào)節(jié)與控制第二頁，共八十三頁，2022年，8月28日學(xué)習(xí)參考書選用教材：《燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電動力裝置及應(yīng)用》.林汝謀，金紅光主編.北京：中國電力出版社，2004.9[1]、《燃?xì)廨啓C(jī)及其聯(lián)合循環(huán)發(fā)電》.姚秀平編著.北京：中國電力出版社，2004.10[2]、《整體煤氣化燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)（IGCC）》.焦樹建編著.北京：中國電力出版社，1996.12[3]、《燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的理論基礎(chǔ)》.焦樹建主編.北京：清華大學(xué)出版社，2003.11第三頁，共八十三頁，2022年，8月28日焦樹建2007.8黃慶宏2005.11第四頁，共八十三頁，2022年，8月28日第一章概述第一節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)簡介第二節(jié)國外燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展和應(yīng)用概況第三節(jié)我國燃?xì)廨啓C(jī)的簡況

第五頁，共八十三頁，2022年，8月28日第一節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)簡介一、燃?xì)廨啓C(jī)的定義及組成1、定義：

燃?xì)廨啓C(jī)（GasTurbine，GT）是以連續(xù)流動的燃?xì)庾鳛楣べ|(zhì)帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ膬?nèi)燃式動力機(jī)械。第六頁，共八十三頁，2022年，8月28日2、組成：三大基本機(jī)械組成部分+輔助傳動裝備壓氣機(jī)：Compressor--C

燃燒室：CombustionChamber--CC

渦輪：Turbine--T第七頁，共八十三頁，2022年，8月28日GasTurbineEngine第八頁，共八十三頁，2022年，8月28日第九頁，共八十三頁，2022年，8月28日BraytonCycleCOMPRESSORAIRCOMBUSTIONCHAMBEREXHAUSTWORKFUELTURBINE第十頁，共八十三頁，2022年，8月28日第十一頁，共八十三頁，2022年，8月28日第十二頁，共八十三頁，2022年，8月28日典型航空發(fā)動機(jī)示意圖單晶第十三頁，共八十三頁，2022年，8月28日第十四頁，共八十三頁，2022年，8月28日第十五頁，共八十三頁，2022年，8月28日二、燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理及過程

1、工作原理：

壓氣機(jī)從外部吸入空氣，壓縮后送入燃燒室，同時(shí)燃料（氣體或液體燃料）也噴入燃燒室與高溫壓縮空氣混合，在受控方式下進(jìn)行燃燒，生成的高溫、高壓煙氣進(jìn)入透平（渦輪）膨脹做功，推動動力葉片高速旋轉(zhuǎn)，從而使得轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)做功。轉(zhuǎn)子做功的大部分（現(xiàn)時(shí)情況下約2/3左右）用于驅(qū)動壓氣機(jī)，另約1/3的功被輸出用來驅(qū)動機(jī)械設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、泵、壓縮機(jī)等等。透平出來的煙氣溫度很高，可再利用（如利用余熱鍋爐進(jìn)行余熱回收利用）或直接排入大氣（如航空發(fā)動機(jī)）。第十六頁，共八十三頁，2022年，8月28日第十七頁，共八十三頁，2022年，8月28日2、工作過程：布雷登循環(huán)（BraytonCycle）吸氣壓縮燃燒加熱膨脹做功排氣放熱

比較：蒸汽輪機(jī)：朗肯循環(huán)（RankineCycle）柴油機(jī)：狄塞爾循環(huán)（DiselCycle）第十八頁，共八十三頁，2022年，8月28日朗肯循環(huán)：

——最簡單的蒸汽動力循環(huán)，由給水泵、鍋爐、汽輪機(jī)和冷凝器四個主要裝置組成。

1-2過程：等熵膨脹

2-3過程：定壓（定溫）放熱

3-4過程：等熵壓縮程

4-1過程：定壓吸熱第十九頁，共八十三頁，2022年，8月28日狄塞爾循環(huán)：

——為描述內(nèi)燃機(jī)工質(zhì)的熱力學(xué)過程建立的循環(huán)。狄塞爾循環(huán)由絕熱壓縮、定壓加熱、絕熱膨脹和定容放熱過程組成的氣體可逆循環(huán)。柴油機(jī)按這種模式工作。

第二十頁，共八十三頁，2022年，8月28日三、燃?xì)廨啓C(jī)的主要特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：

1）重量較輕，體積??；

2）裝置經(jīng)濟(jì)性較高；

3）啟動快，維修方便，運(yùn)行可靠，自動化程度高，造價(jià)低等；

4）不用水或少用水；

5）可燃用多種燃料，污染排放低等。缺點(diǎn)：

1）單機(jī)功率較?。?/p>

2）運(yùn)行壽命較短（有所延長，可達(dá)20年）；

3）對燃料種類有較高的要求（液體和氣體燃料為主）。第二十一頁，共八十三頁，2022年，8月28日第二節(jié)國外燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展及應(yīng)用

概況一、發(fā)展簡史

1、雛形：中國南宋高宗時(shí)的走馬燈；15世紀(jì)末，意大利的L.達(dá)·芬奇設(shè)計(jì)出的煙氣轉(zhuǎn)動裝置。第二十二頁，共八十三頁，2022年，8月28日2、1791年，英國J.巴伯首次描述了燃?xì)廨啓C(jī)的工作過程；3、1872年，德國F.施托爾策設(shè)計(jì)了一臺燃?xì)廨啓C(jī)。4、1872年，德國F.施托爾策設(shè)計(jì)了一臺燃?xì)廨啓C(jī)。5、1920年，德國H.霍爾茨瓦特制成第一臺實(shí)用的燃?xì)廨啓C(jī)。6、1936年，瑞士制成第一臺能量回收裝置。它是利用生產(chǎn)中排放的氣體在透平中膨脹作功的裝置。7、1939年，瑞士制成了效率達(dá)18％的4兆瓦發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)(簡單循環(huán))；德國生產(chǎn)裝有渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的第一架飛機(jī)試飛。8、1941年，瑞士BBC制造的第一輛燃?xì)廨啓C(jī)車通過了交貨試驗(yàn)。9、1947年，英國制造的第一艘裝備燃?xì)廨啓C(jī)的艦艇下水。10、1950年，英國制成第一輛燃?xì)廨啓C(jī)汽車。

此后燃?xì)廨啓C(jī)的功率不斷增大，應(yīng)用逐漸廣泛，與此同時(shí)，也出現(xiàn)了燃?xì)廨啓C(jī)與其它熱機(jī)相結(jié)合的復(fù)合裝置。第二十三頁，共八十三頁，2022年，8月28日二、應(yīng)用概況

1、航空領(lǐng)域

2、發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)

3、工業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)

4、船用燃?xì)廨啓C(jī)

5、機(jī)車用燃?xì)廨啓C(jī)（法國、加拿大）

6、車輛用燃?xì)廨啓C(jī)坦克的動力裝置（軍事）；汽車發(fā)動機(jī)：研制中第二十四頁，共八十三頁，2022年，8月28日航空用第二十五頁，共八十三頁，2022年，8月28日發(fā)電用第二十六頁，共八十三頁，2022年，8月28日

工業(yè)用第二十七頁，共八十三頁，2022年，8月28日艦船用第二十八頁，共八十三頁，2022年，8月28日火車機(jī)車用第二十九頁，共八十三頁，2022年，8月28日汽車用第三十頁，共八十三頁，2022年，8月28日軍事用第三十一頁，共八十三頁，2022年，8月28日三、發(fā)展趨勢與前景

1、不斷向高參數(shù)、高性能、大型化方向發(fā)展；

2、重視系統(tǒng)集成與總能系統(tǒng)廣泛應(yīng)用；

3、積極采用新技術(shù)、新材料、新工藝；四大集成技術(shù)：

高溫合金冷卻技術(shù)氣動熱力設(shè)計(jì)燃燒技術(shù)

4、燃料能源多元化和燃煤聯(lián)合循環(huán)商業(yè)化；

5、積極開拓新型熱力循環(huán)與總能系統(tǒng)。第三十二頁，共八十三頁，2022年，8月28日第一代：

時(shí)間：20世紀(jì)40年代-80年代初期；性能參數(shù)：燃?xì)獬鯗?000℃、壓比4～10、單機(jī)功率100MW、簡單循環(huán)效率30%。第二代：

時(shí)間：20世紀(jì)80年代-90年代末期；性能參數(shù)：燃?xì)獬鯗?350℃、單缸壓比15-30、單機(jī)功率100-250MW、簡單循環(huán)效率40%，聯(lián)合循環(huán)效率60%。四、世界工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)及聯(lián)合循環(huán)技術(shù)的

發(fā)展階段第三十三頁，共八十三頁，2022年，8月28日第三代：

時(shí)間：2000年及其后若干年；性能參數(shù)：燃?xì)獬鯗?400-1600℃、單機(jī)功率250-350MW、簡單循環(huán)效率≥40%，聯(lián)合循環(huán)效率≥60%。典型代表：GE“H”型機(jī)組第四代：燃?xì)廨啓C(jī)處在或接近于理論燃燒空氣量條件下工作，燃?xì)獬鯗?600～1800℃，冷卻系統(tǒng)可能被取消，采用新的高溫材料-密度更小、高溫性能更好（如陶瓷材料）

——基于革命性新材料的構(gòu)思中的更新一代的燃?xì)廨啓C(jī)。第三十四頁，共八十三頁，2022年，8月28日微型燃?xì)廨啓C(jī)

（Microturbine或Micro一turbines）一類新近發(fā)展起來的小型熱力發(fā)動機(jī)，其單機(jī)功率范圍為25～300kW。基本技術(shù)特征是采用徑流式葉輪機(jī)械（向心式透平和離心式壓氣機(jī)）以及回?zé)嵫h(huán)。近年來隨著全球范圍內(nèi)的能源與動力需求結(jié)構(gòu)特別是電力系統(tǒng)的放松控制（Deregulation）以及環(huán)境保護(hù)等要求的變化，微型燃?xì)廨啓C(jī)得到了電力、動力等有關(guān)部門的高度重視，特別是在美、歐等國發(fā)展迅猛，大有與大中型燃?xì)廨啓C(jī)共占市場的勢頭。第三十五頁，共八十三頁，2022年，8月28日先進(jìn)微型燃?xì)廨啓C(jī)具有多臺集成擴(kuò)容、多燃料、低燃料消耗率、低噪音、低排放、低振動、低維修率、可遙控和診斷等一系列先進(jìn)技術(shù)特征，除了分布式發(fā)電外，還可用于備用電站、熱電聯(lián)產(chǎn)、并網(wǎng)發(fā)電、尖峰負(fù)荷發(fā)電等，是提供清潔、可靠、高質(zhì)量、多用途、小型分布式發(fā)電及熱電聯(lián)供的最佳方式，無論對中心城市還是遠(yuǎn)郊農(nóng)村甚至邊遠(yuǎn)地區(qū)均能適用。鑒于我國目前的電力發(fā)展及其分布不很均衡以及微型燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)特點(diǎn)及其優(yōu)越性，微型燃?xì)廨啓C(jī)將在我國得到廣泛的重視與應(yīng)用。此外，微型燃?xì)廨啓C(jī)在民用交通運(yùn)輸（混合動力汽車）以及軍車以及陸海邊防方面均具有優(yōu)勢，受到美、俄等軍事大國的關(guān)注，因此，從國家安全看發(fā)展微型燃?xì)廨啓C(jī)也非常重要。第三十六頁，共八十三頁，2022年，8月28日五、當(dāng)前世界上發(fā)電用工業(yè)型燃?xì)廨啓C(jī)

技術(shù)派系--四大體系公司國家世界排名備注GE美國1（53.5%）1、各燃機(jī)公司燃機(jī)產(chǎn)量占全世界總產(chǎn)量的百分比（1989-1992統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）；2、20世紀(jì)90年代后期，ABB公司的燃?xì)廨啓C(jī)部分并入Alsthom公司；WH公司燃?xì)廨啓C(jī)部分并入Siemens公司。WH/MHI美國/日本2（19.2%）ABB瑞士3（14.4%）Siemens德國4（9%）第三十七頁，共八十三頁，2022年，8月28日目前，世界上只有美、英、俄、法、德、日本等幾個少數(shù)發(fā)達(dá)國家具備獨(dú)立研制燃?xì)廨啓C(jī)的能力，其核心技術(shù)一直被這些國家所壟斷。第三十八頁，共八十三頁，2022年，8月28日第三節(jié)我國燃?xì)廨啓C(jī)的簡況建國前：空白建國后：（1）先后研制過的燃?xì)廨啓C(jī)型號多達(dá)數(shù)十種，積累實(shí)際使用的經(jīng)驗(yàn)；（2）地面用燃?xì)廨啓C(jī)輕型燃?xì)廨啓C(jī)：航改機(jī)組重型燃?xì)廨啓C(jī)：自行設(shè)計(jì)、測繪仿制或國際合作生產(chǎn)。第三十九頁，共八十三頁，2022年，8月28日目前概況（1）燃?xì)廨啓C(jī)占發(fā)電設(shè)備的比例將逐漸增大；（2）以燃機(jī)為核心的總能系統(tǒng)將成為我國新世紀(jì)火電動力的主要發(fā)展方向，中國將成為世界最大的燃機(jī)潛在市場。第四十頁，共八十三頁，2022年，8月28日思考題第四十一頁，共八十三頁，2022年，8月28日第二章燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)第四十二頁，共八十三頁，2022年，8月28日前章知識回顧燃?xì)廨啓C(jī)簡介國外燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展和應(yīng)用概況我國燃?xì)廨啓C(jī)的簡況基本組成工程原理工作過程應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展趨勢與前景解放前、解放后和目前的發(fā)展情況第四十三頁，共八十三頁，2022年，8月28日本章學(xué)習(xí)內(nèi)容第一節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)基礎(chǔ)原理第二節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)的理想簡單循環(huán)第三節(jié)改善燃?xì)廨啓C(jī)性能的熱力循環(huán)措施第四十四頁，共八十三頁，2022年，8月28日第一節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)基礎(chǔ)原理1.1熱力循環(huán)的概念和功能

熱力循環(huán)：熱力系統(tǒng)（工質(zhì)）經(jīng)過一系列的狀態(tài)變化，重新 回復(fù)到原來狀態(tài)的全部熱力過程，簡稱循環(huán)。功能： 熱能 機(jī)械能熱力循環(huán)正向（p-v圖上順時(shí)針）熱能機(jī)械能逆向（p-v圖上逆時(shí)針）熱能機(jī)械能動力循環(huán)(汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī))輸入外功(冰箱、空調(diào)等）熱力循環(huán)p-v圖第四十五頁，共八十三頁，2022年，8月28日主要熱力參數(shù)(1)壓比π(2)溫比τ——壓氣機(jī)出口氣流滯止壓力p*2與進(jìn)口氣流滯止壓力p*1之比。(反應(yīng)工質(zhì)在壓氣機(jī)內(nèi)被壓縮的程度。)——透平進(jìn)口氣流的滯止溫度T*3與壓氣機(jī)進(jìn)口氣流的滯止溫度T*1之比。(反應(yīng)工質(zhì)被加熱的程度。)1.2燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)的熱力性能指標(biāo)流體等熵減速到靜止時(shí)的壓力即為滯止壓力，相應(yīng)的溫度為滯止溫度。第四十六頁，共八十三頁，2022年，8月28日主要性能參數(shù)(1)燃?xì)廨啓C(jī)的比功Wn(2)燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率η——壓氣機(jī)吸入單位質(zhì)量空氣時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)輸出的凈功。忽略機(jī)械損失時(shí)，燃?xì)廨啓C(jī)比功Wn近似等于透平比功與壓氣機(jī)比功之差，即：Wn=WT-Wc（反應(yīng)同樣工質(zhì)流量和裝置尺寸下燃?xì)廨啓C(jī)的功率。）——裝置輸出功與輸入的燃料能量之比，即：η=Wn/qb=Wn/(f×Hu)式中：f—燃料空氣比；Hu—每千克燃料的低熱值。（反應(yīng)將燃料能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械功的熱經(jīng)濟(jì)性。）第四十七頁，共八十三頁，2022年，8月28日按照工質(zhì)流動與組織方式分類(1)開式循環(huán)（OpenCycle）(2)閉式循環(huán)（ClosedCycle）(3)半閉式循環(huán)（SemiclosedCycle）1.3熱力循環(huán)的分類第四十八頁，共八十三頁，2022年，8月28日特點(diǎn)工質(zhì)由大氣進(jìn)入燃機(jī)，再排入大氣；結(jié)構(gòu)最簡單，緊湊輕巧、啟動快；少用或不用冷卻水。應(yīng)用：航空燃機(jī)(1)開式循環(huán)（OpenCycle）第四十九頁，共八十三頁，2022年，8月28日特點(diǎn)工質(zhì)在封閉系統(tǒng)中循環(huán)工作(與大氣無關(guān))；以特殊氣體為工質(zhì)時(shí)多采用閉式循環(huán)。應(yīng)用：高溫氣冷堆核電站中的燃?xì)廨啓C(jī)工質(zhì)為氦氣，其化學(xué)穩(wěn)定性好，傳熱性能好，而且誘生放射性小，停堆后能將余熱安全帶出，安全性能好。(2)閉式循環(huán)（ClosedCycle）第五十頁，共八十三頁，2022年，8月28日特點(diǎn)工質(zhì)從大氣環(huán)境進(jìn)入系統(tǒng)；一部分工質(zhì)經(jīng)歷熱力循環(huán)后又排出到大氣環(huán)境（開式）；另外一部分再循環(huán)（閉式特點(diǎn)）。應(yīng)用：雙軸燃?xì)廨啓C(jī)(3)半閉式循環(huán)（SemiclosedCycle）第五十一頁，共八十三頁，2022年，8月28日按照工質(zhì)所經(jīng)歷的熱力過程及其組合分類(1)簡單循環(huán)（SimpleCycle）(2)回?zé)嵫h(huán)（RegenerativeCycle）(3)再熱循環(huán)（ReheatingCycle）(4)中間冷卻循環(huán)（IntercooledCycle）(5)聯(lián)合循環(huán)（CombinedCycle）第五十二頁，共八十三頁，2022年，8月28日——依次由壓縮、燃燒和膨脹過程組成的熱力循環(huán)。(1)簡單循環(huán)（SimpleCycle）第五十三頁，共八十三頁，2022年，8月28日——利用排氣余熱對壓氣機(jī)出口的工質(zhì)進(jìn)行預(yù)熱的熱力循環(huán)。壓縮回?zé)峒訜崛紵蛎浕責(zé)岱艧峁べ|(zhì)經(jīng)歷的熱力過程(2)回?zé)嵫h(huán)（RegenerativeCycle）回?zé)嵫h(huán)（開式）第五十四頁，共八十三頁，2022年，8月28日——在相繼的膨脹段之間對工質(zhì)進(jìn)行再次加熱的熱力循環(huán)。(3)再熱循環(huán)（ReheatingCycle）第五十五頁，共八十三頁，2022年，8月28日——在相繼的壓縮段之間對工質(zhì)進(jìn)行冷卻的熱力循環(huán)。(4)中間冷卻循環(huán)（IntercooledCycle）燃?xì)廨啓C(jī)間冷循環(huán)示意圖第五十六頁，共八十三頁，2022年，8月28日

——將具有不同工作溫度區(qū)間的熱機(jī)循環(huán)聯(lián)合起來，互為補(bǔ)充。余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)(1)余熱鍋爐(HRSG)：HeatRecoverySteamGenerator狹義：燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)。廣義：各種形式熱機(jī)聯(lián)合。(5)聯(lián)合循環(huán)（CombinedCycle）第五十七頁，共八十三頁，2022年，8月28日余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)（2）第五十八頁，共八十三頁，2022年，8月28日燃?xì)廨啓C(jī)多種熱力循環(huán)的組合哪幾種熱力循環(huán)？間冷循環(huán)回?zé)嵫h(huán)再熱循環(huán)第五十九頁，共八十三頁，2022年，8月28日余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)模擬系統(tǒng)（2）第六十頁，共八十三頁，2022年，8月28日理想余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)：燃?xì)廨啓C(jī)—高溫區(qū)、高品位熱量，平均吸熱溫度高；蒸汽輪機(jī)—低溫區(qū)、低地品位熱量，平均放熱溫度低；熱量梯級利用，循環(huán)效率較高。理想余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)圖和溫熵圖第六十一頁，共八十三頁，2022年，8月28日最低供電效率約53%；除KA13E2型機(jī)組，其他機(jī)組供電效率>56%。第六十二頁，共八十三頁，2022年，8月28日燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站外景第六十三頁，共八十三頁，2022年，8月28日第二節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)的理想簡單循環(huán)簡單循環(huán)1873年，美國人布雷登（Brayton）簡單循環(huán)：由壓氣機(jī)、燃燒室和透平三個基本部分組成的燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)。2.1簡單循環(huán)及理想循環(huán)的假定條件燃?xì)廨啓C(jī)的簡單循環(huán)第六十四頁，共八十三頁，2022年，8月28日理想循環(huán)的假定條件工質(zhì)視為理想氣體，即比定壓熱容cp和等熵過程指數(shù)k不隨氣體的成分、溫度和壓力而改變；工質(zhì)在壓氣機(jī)中的壓縮過程和在透平中的膨脹過程均為等熵過程；忽略燃燒室和燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)排氣道的壓力損失；忽略燃?xì)饬髁颗c空氣流量之差；忽略燃料的不完全燃燒損失和燃燒室的散熱損失；忽略機(jī)械摩擦與傳動損失。第六十五頁，共八十三頁，2022年，8月28日（布雷登循環(huán)）第六十六頁，共八十三頁，2022年，8月28日2.2比功、效率與壓比、溫比的關(guān)系理想簡單循環(huán)的比功計(jì)算公式理想簡單循環(huán)的效率計(jì)算公式第六十七頁，共八十三頁，2022年，8月28日理想簡單循環(huán)的比功、效率與壓比、溫比的關(guān)系圖形理想簡單循環(huán)的比功、效率與壓比、溫比的關(guān)系第六十八頁，共八十三頁，2022年，8月28日理想簡單循環(huán)的比功、效率與壓比、溫比的關(guān)系圖形理想簡單循環(huán)的比功、效率與壓比、溫比的關(guān)系結(jié)論1——比功與壓比、溫比的關(guān)系：（1）壓比π一定時(shí)，溫比τ越高，則比功Wn越大；（2）溫比τ一定時(shí)，隨壓比π從小到大變化，比功Wn呈先增后減的趨勢，而且存在一個使比功最大的最佳壓比πWmax；（3）溫比是影響最佳壓比的唯一因素，溫比τ越高，則最佳壓比越大。結(jié)論2——效率與壓比、溫比的關(guān)系：（1）燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)效率η僅取決于壓比π，而與溫比τ無關(guān)；（2）效率η隨壓比增大而增大。第六十九頁，共八十三頁，2022年，8月28日2.3理想循環(huán)與實(shí)際循環(huán)的比較工況條件的差別(1)實(shí)際的壓縮和膨脹過程均為有損耗的不可逆過程，不是等熵過程；(2)工質(zhì)實(shí)際流動中存在壓力損失，燃燒室和進(jìn)排氣道內(nèi)的吸熱和放熱過程并非等壓；(3)燃燒室中實(shí)際上存在不完全燃燒損失和散熱損失；第七十頁，共八十三頁，2022年，8月28日2.3理想循環(huán)與實(shí)際循環(huán)的比較工況條件的差別(4)實(shí)際工質(zhì)的比定壓熱容和等熵過程指數(shù)隨溫度、壓力等變化，并非理性氣體；(5)壓氣機(jī)空氣流量與透平燃?xì)饬髁繉?shí)際上不相等；(6)實(shí)際燃?xì)廨啓C(jī)中存在軸承摩擦等機(jī)械損失和傳動損失。第七十一頁，共八十三頁，2022年，8月28日2.3理想循環(huán)與實(shí)際循環(huán)的比較比功和效率變化趨勢的異同(1)理想循環(huán)與實(shí)際循環(huán)的比功Wn隨壓比π和溫比τ的變化趨勢一致，但實(shí)際循環(huán)的比功相對較??；(2)理想循環(huán)與實(shí)際循環(huán)的效率η

隨壓比π的變化趨勢一致，但隨溫比τ的變化趨勢不同：實(shí)際循環(huán)的效率η隨溫比τ的增加而增加；溫比一定時(shí)，隨壓比π從小到大變化，效率η呈先增后減的趨勢，而且存在一個使效率最高的最佳壓比πηmax；(3)實(shí)際燃?xì)廨啓C(jī)的使效率η最高的最佳壓比πηmax通常大于使比功最大的最佳壓比πWmax。第七十二頁，共八十三頁，2022年，8月28日第三節(jié)改善燃?xì)廨啓C(jī)性能的熱力循環(huán)措施再熱循環(huán)間冷循環(huán)回?zé)嵫h(huán)其他多種熱力循環(huán)組合的聯(lián)合循環(huán)改善措施增大比功提高熱效率目的減小尺寸改善熱經(jīng)濟(jì)性第七十三頁，共八十三頁，2022年，8月28日再熱循環(huán)定義：分段膨脹、中間再熱的熱力循環(huán)。目的：通過增加透平膨脹功來增大比功。第七十四頁，共八十三頁，2022年，8月28日(1)壓比和溫比一定時(shí)，再熱循環(huán)可使比功增大；但燃料消耗量和總加熱量增加，效率η有所降低。相當(dāng)于在簡單循環(huán)的膨脹階段增加一個附加循環(huán)，而該附加循環(huán)的效率低于簡單循環(huán)。(2)再熱循環(huán)的透平總壓比π在分級串聯(lián)透平之間按幾何平均分配，可獲得最大比功。兩級串聯(lián)透平的壓比最佳分配為：

n級串聯(lián)透平之間燃?xì)庠贌幔瑒t各透平的壓比最佳分配為：(3)再熱循環(huán)的排氣溫度較高，需采用回?zé)崞鱽硖岣邿嵝?，因此適合在余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)中使用。(4)分級透平之間空間狹小，再熱器布置困難。再熱循環(huán)的特點(diǎn)第七十五頁，共八十三頁，2022年，8月28日間冷循環(huán)定義：對