燃气轮机3-储运.ppt
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1、三、实际简单循环 特点:特点:热力过程中有各种能量损耗,是不可逆的;热力过程中有各种能量损耗,是不可逆的;工质的热力性质和数量因燃烧而变。工质的热力性质和数量因燃烧而变。n假定条件(假定条件(为便于与理想循环比较为便于与理想循环比较):):n 具有相同具有相同的压比的压比 C*和初始温度和初始温度T1*;n 涡轮前燃气初温相同,涡轮前燃气初温相同,T3*=T3s*;n 环境参数均为环境参数均为p0、T0,即即p1*=p0、T1*=T0。1、实际与理想简单循环的区别n综合分析结果:综合分析结果:由于各种不可逆因素的存在,机组性能变差。由于各种不可逆因素的存在,机组性能变差。n(1)压气机耗功)压
2、气机耗功LC增大增大、涡轮膨胀功、涡轮膨胀功LT减少减少,从而使机组,从而使机组比功比功Li降低,即:降低,即:LC=LCs/C*LT=LTsT*n Li=LT-LC Ls 动力性能变差动力性能变差 n(2)工质吸热量)工质吸热量q1减少、放热量减少、放热量q2增大,从而使机组热效率增大,从而使机组热效率 i降低,即:降低,即:q1=q1sB q2=cp(T4*-T1*)n i=1-Li/q1=1-q2/q1 经济性能恶化经济性能恶化 2、实际简单循环的比功Li 实际简单循环存在各种能损,偏离了理想循环。可用两种方法表示能损程度:(一一)相当于加热的多变过程相当于加热的多变过程 用多变指数用多
3、变指数n的大小衡量过程的不可逆程度;的大小衡量过程的不可逆程度;只要确定只要确定n值,则值,则LT和和LC容易求得。容易求得。(二二)引入比较直观的参数引入比较直观的参数 压气机绝热压缩效率压气机绝热压缩效率 C*;涡轮绝热膨胀效率涡轮绝热膨胀效率 T*。实际采用较多实际采用较多较少采用较少采用n燃气轮机比功燃气轮机比功Li:n Li=LT-LC 工质热力性质工质热力性质压力损失压力损失3、实际简单循环的热效率i 教材有误教材有误 改正!改正!4、实际简单循环的有用功系数n =f(*,*,C*,T*)四、影响实际简单循环性能的主要因素温比*、压比*、部件效率C*T*B、压力损失n下面定性分析各
4、种因素对循环性能的影响。下面定性分析各种因素对循环性能的影响。1.1.温比温比*、压比、压比*n为了简化而又使结论不失其一般意义为了简化而又使结论不失其一般意义n先不考虑压力损失、物性变化:先不考虑压力损失、物性变化:简化公式由简化后的公式可知:由简化后的公式可知:n当压比当压比*=1=1时,比功时,比功L Li i=0=0、内效率、内效率 i i=0=0;n当压比当压比*提高时提高时,比功,比功L Li i 和和内效率内效率 i i都增大;都增大;n但当压比但当压比提高到所谓提高到所谓极限压比极限压比时,压气机耗功等时,压气机耗功等于涡轮膨胀功,于涡轮膨胀功,比功比功L Li i=0=0、内
5、效率、内效率 i i=0=0。最佳压比最佳压比n两种极端情况之间,必存在使比功达到极大值的最佳压两种极端情况之间,必存在使比功达到极大值的最佳压比比*Limax 和使热效率达到极大值的最佳压比和使热效率达到极大值的最佳压比*imax。n可对简化公式的可对简化公式的*m求一阶偏导数,并令其等于零求得。求一阶偏导数,并令其等于零求得。实线实线按计算公式计算绘制,表示比功、内效率随循环主要按计算公式计算绘制,表示比功、内效率随循环主要 热力参数变化的变化规律;热力参数变化的变化规律;虚线虚线按最佳压比绘制,表示最佳压比随温比的变化规律。按最佳压比绘制,表示最佳压比随温比的变化规律。Li ,kJ/kg
6、影响规律影响规律n 发动机压比的选择原则发动机压比的选择原则发动机的重量尺寸是主要矛盾,发动机的重量尺寸是主要矛盾,例如军用机组。例如军用机组。应把压比选在应把压比选在*Limax 附近,使比功最大附近,使比功最大,降低空气,降低空气耗量以及有关机组的重量尺寸。耗量以及有关机组的重量尺寸。发动机的经济性是主要矛盾,发动机的经济性是主要矛盾,例如民用发电机组。例如民用发电机组。应把压比选在应把压比选在*imax附近,使机组热效率最大附近,使机组热效率最大,把,把耗油率降低到最低限度。耗油率降低到最低限度。一般可把压比取在一般可把压比取在*Limax与与*imax之间,之间,使经济性和重量尺寸都得
7、到一定照顾。使经济性和重量尺寸都得到一定照顾。在提高燃气温度的同时,必须提高压比。在提高燃气温度的同时,必须提高压比。即即 T3*,必须必须 *2 2、部件效率、部件效率 C C*、T T*、B B的影响的影响 当当 C C*、T T*提高时提高时,比功,比功L Li i 和和内效率内效率 i i都增加;都增加;当当 B B提高时提高时,内效率,内效率 i i增加。增加。3 3、压力损失的影响、压力损失的影响 压力损失由进气道流动阻力、燃烧室流阻和热阻压力损失由进气道流动阻力、燃烧室流阻和热阻以及排气道的流动阻力引起的。以及排气道的流动阻力引起的。压力损失减小了涡轮膨胀比,使涡轮比功减少,压力
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