【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 SpT1kksSkkisiSkksSpTpTpT1441133??? ??????p和 T關(guān)系 常數(shù)??1ksS vT 1441isi133 ??? ????? k ssksk ss vTvTvTT和 v關(guān)系 （ 23‘） 2023/1/16 37 第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過(guò)程方程四）、透平（渦輪）中的膨脹過(guò)程 透平膨脹的理論計(jì)算舉例 st4 例 3：已知透平前燃?xì)獾某跏紶顟B(tài)參數(shù)為 Pap 53 ?? ℃ 。由于透平后的排氣流道還有一定的阻力，致使燃?xì)獠荒芘蛎浀脚c外界大氣壓力相同的情況，而只能達(dá)到 9003 ?t 。假設(shè)這是一個(gè)理想絕熱膨脹過(guò)程，求膨脹終態(tài)時(shí)的燃?xì)鉁囟? 為多少？ Pap s 44 ??2023/1/16 38 第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過(guò)程方程四）、透平（渦輪）中的膨脹過(guò)程 透平膨脹的理論計(jì)算舉例 解：對(duì)于燃?xì)鈦?lái)說(shuō)，絕熱指數(shù) kksSkkpTpT144133?? ??k根據(jù)式（ 23’）可知： 5413434 )()900273()( ????????? kkSS ppTT)( K??? ??? Tt s即：℃ 2023/1/16 39 第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過(guò)程方程四）、透平（渦輪）中的膨脹過(guò)程 透平膨脹的實(shí)際計(jì)算 實(shí)際上，理想絕熱膨脹過(guò)程也是不存在的。因不可逆現(xiàn)象造成的摩擦熱 ，也會(huì)轉(zhuǎn)加給工質(zhì)本身，致使工質(zhì)的終態(tài)溫度 和比容 ，都要比按理想絕熱膨脹過(guò)程達(dá)到的終態(tài)溫度 和比容 大一些，同時(shí)還會(huì)使工質(zhì)發(fā)出的實(shí)際膨脹功減少。 mq4t 4vs s4 的多變膨脹過(guò)程相當(dāng)。因此，在實(shí)際膨脹過(guò)程中，燃?xì)饨K態(tài)的狀態(tài)參數(shù)也可以根據(jù)式（ 24‘）來(lái)計(jì)算。所不同的是在膨脹過(guò)程中，多變指數(shù) 即， 。 從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，這個(gè)過(guò)程正與一個(gè)從外界吸收熱量 mqq? kn? ?n2023/1/16 40 第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過(guò)程方程四）、透平（渦輪）中的膨脹過(guò)程 透平膨脹的實(shí)際計(jì)算 常數(shù)??nnsSpT1nnsSnnisiSnnsSpTpTpT1441133??? ??????p和 T關(guān)系 常數(shù)??1nsS vT 1441isi133 ??? ????? n ssnsn ss vTvTvTT和 v關(guān)系 （ 24’） 透平膨脹的實(shí)際計(jì)算舉例略 2023/1/16 41 與壓縮過(guò)程相同，通常人們也很少用熱力學(xué)中的計(jì)算方法來(lái)計(jì)算燃?xì)獾慕K態(tài)參數(shù)。同樣也習(xí)慣的引入一個(gè)能夠比較直觀地反映實(shí)際膨脹過(guò)程中不可逆程度大小的絕熱膨脹有效效率 ，來(lái)計(jì)算工質(zhì)的終態(tài)溫度 。 第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過(guò)程方程四）、透平（渦輪）中的膨脹過(guò)程 透平膨脹的工程計(jì)算 t? 4t2023/1/16 42 第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過(guò)程方程四）、透平（渦輪）中的膨脹過(guò)程 透平膨脹的工程計(jì)算 1）、絕熱膨脹有效效率 t? 絕熱膨脹有效效率 ，是指工質(zhì)在透平的實(shí)際膨脹過(guò)程中，能夠發(fā)出的實(shí)際機(jī)械功 ，與工質(zhì)按照理想絕熱過(guò)程進(jìn)行膨脹而達(dá)到的同一個(gè)終態(tài)壓力 時(shí)所能發(fā)出的理想機(jī)械功 的比值。即 t 44 pp s ? )( tt lL 或 )( tsts lL 或tsttstt llLL ???式中， ttstts llLL ?? ,2023/1/16 43 在現(xiàn)代透平中， 當(dāng)忽略工質(zhì)定壓比熱 隨溫度改變而忽略微變化的特性時(shí)， 1）、絕熱膨脹有效效率 第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過(guò)程方程四）、透平（渦輪）中的膨脹過(guò)程 透平膨脹的工程計(jì)算 t? sstssssssspptsttsttttttTTTTTTttttTTTTTTCTTCllLL4343434333434343434343)()(?????????????????????透平進(jìn)氣處?pC ~?c? 由此可見(jiàn)，只要已知透平的絕熱膨脹有效效率 ，就很容易求得透平出口處工質(zhì)的實(shí)際溫度 ，進(jìn)而求出比容 。 t?4t 4v（ 26） 2023/1/16 44 的情況下，透平出口處燃?xì)獾膶?shí)際溫度 ？ 例 例如已知例 3中透平的 ，試求在 ?4p as Pp 44 ??t2）、透平膨脹過(guò)程的工程計(jì)算舉例 第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過(guò)程方程四）、透平（渦輪）中的膨脹過(guò)程 透平膨脹的工程計(jì)算 ?解：在例 3中已經(jīng)求得，按照理想絕熱膨脹的 已知 st℃ ?t? 9003t℃ )(444343??????????????ttttttst?℃ 2023/1/16 45 第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過(guò)程方程 ?五）、工質(zhì)在大氣中自然放熱過(guò)程 2023/1/16 46 在此過(guò)程中，工質(zhì)將對(duì)外界釋放一定量的余熱，使其狀態(tài)參數(shù)回復(fù)到壓氣機(jī)入口處空氣的初始狀態(tài) ，工質(zhì)只與外界有熱量交換，而無(wú)機(jī)械功交換。 理想的自然放熱過(guò)程 第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過(guò)程方程五）、工質(zhì)在大氣中自然放熱過(guò)程 111 Tvp 、 在理想狀況下，可以把這個(gè)過(guò)程看成是一個(gè)等壓發(fā)熱過(guò)程，其結(jié)果將使工質(zhì)的溫度降低到 ，比容減小到 。 1t1v2023/1/16 47 在實(shí)際狀況下，工質(zhì)的壓力略有下降，即 ， 但放熱的結(jié)果仍然是使工質(zhì)回復(fù)到 。 實(shí)際的自然放熱過(guò)程 第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過(guò)程方程五）、工質(zhì)在大氣中自然放熱過(guò)程 111 Tvp 、 14 pp ? 由于在這個(gè)過(guò)程中，工質(zhì)的初始狀態(tài)正是透平排氣口燃?xì)獾臓顟B(tài)，工質(zhì)的終態(tài)是壓氣機(jī)入口處大氣的狀態(tài)，這個(gè)參數(shù)已經(jīng)求得，就不用再計(jì)算了。 2023/1/16 48 第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過(guò)程方程 ?六）、總結(jié) 2023/1/16 49 通過(guò)前面介紹的方法，很容易求出在燃?xì)廨啓C(jī)四個(gè)工作過(guò)程中工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)的變化關(guān)系，還可以進(jìn)一步探討在這四個(gè)過(guò)程中，各種能量之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律和定量計(jì)算關(guān)系。 需要指出的是，前面介紹的計(jì)算方法是一種近似方法，因?yàn)樗鼪](méi)有考慮到在這個(gè)過(guò)程中，工質(zhì)比熱隨溫度的變化關(guān)系對(duì)狀態(tài)參數(shù)計(jì)算的影響。 第一節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的過(guò)程方程六）、總結(jié) 2023/1/16 50 第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán) 一）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)功和熱變化關(guān)系 二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、可用功系數(shù) 三）、燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)分析 2023/1/16 51 第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán) ?一）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)功和熱變化關(guān)系 2023/1/16 52 考慮到連續(xù)流動(dòng)機(jī)械的“流動(dòng)功”（ 項(xiàng)），熱焓 ，而 。故第一定律可寫(xiě)成： 第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán)一）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)功和熱變化關(guān)系 熱力學(xué)第一定律為： dwdudq ??pv pvui ?? dTCdi p? 。*39。 TCwq p ????據(jù)此，在理想等壓燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)中，假設(shè)工質(zhì)為理想氣體，在壓縮、加熱、膨脹和放熱四個(gè)熱力過(guò)程內(nèi)沒(méi)有損耗，比熱和流量也不變，則可由等壓燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)圖推出各過(guò)程中功和熱的變換關(guān)系。 2023/1/16 53 第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán)一）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)功和熱變化關(guān)系 等壓燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)圖 各個(gè)過(guò)程的功和熱的變化關(guān)系如下： 12 壓氣機(jī)中等熵壓縮 23 燃燒室中等壓加熱 0),( 12*1*2 ???? qTTCw pc )(,0 *2*323 TTCq pB ????2023/1/16 54 第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán)一）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)功和熱變化關(guān)系 等壓燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)圖 各個(gè)過(guò)程的功和熱的變化關(guān)系如下： 34 透平中等熵膨脹 41 大氣中等壓放熱 0),( 34*4*3 ???? qTTCw pT )(,0 *1*44141 TTCq p ?????2023/1/16 55 第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán) ?二）、理想簡(jiǎn)單循環(huán)比功、效率、 可用功系數(shù) 2023/1/16 56 第二節(jié) 等壓燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán) 二