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第一节 燃气轮机循环的过程方程
二）、压气机内的压缩过程
4、实际压缩过程计算
联解，得出，在理想绝热过程中 p与 T，T 与 v之间的
变化规律为：
TS
n 1
常数
ps n
T1S
n1
TniS1
T2nS1
p1sn
pisn
p2sn
p和T关系
（2-4）
TSvsn1 常数T 1 s v 1 n s 1 T is v i n s 1 T 2 s v 2 n s 1T和v关系
三）、燃烧室中的加热过程
四）、透平（涡轮）中的膨胀过程
五）、工质在大气中自然放热过程
六）、总结
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附加知识点：
燃气轮机四个截面的气体状态参数符号
1、）1截面（压气机进气截面）
气流在此处的理想状况的 状态参数符号：
温度：T1s (t1s ) 比容：v1s 压强：p 1 s
气流在此处的实际状况的 状态参数符号：
1、）4截面（透平出口截面）
气流在此处的理想状况的 状态参数符号：
温度：T4s (t4s ) 比容：v 4 s 压强：p 4 s 气流在此处的实际状况的
状态参数符号：
温度：T4(t4) 比容：v 4 压强：p4 燃气轮机结构示意图
气流在此处的状态参数平均值：
温度：T2*02(0t/*4/)2 比容：v * 压强：p *
3、燃气轮机的效率与比功关系
1）、燃气温度越高，燃气轮 机的比功就越大，每千克空气 产生的功就越多，一定功率的 机组体积就会越小。
2）、在温度一定下，提高增 压比，比功先会增加，但是当 超过一个最佳压比值以后，比 功反而会下降，在设计上要特 别注意。2020/4/2
燃气轮机效率、比功曲线图
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第一节 燃气轮机循环的过程方程 一）、燃气轮机的循环过程
（2-2）
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第一节 燃气轮机循环的过程方程
二）、压气机内的压缩过程
2、压气机理想绝热压缩空气过程计算
当已知过程的起始状态 p1、 v1 和终态压力 p 2 后，
就可以根据 p 1 sv 1 k s p isv iks p 2 sv 2 k s和理想气体 状态方程式 pvRT ，计算出工质在理想绝热过程终 态的其它参数v 2 s 和 T 2 S 。
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第一节 燃气轮机循环的过程方程
二）、压气机内的压缩过程
4、实际压缩过程的工程计算
根据热力学的多变过程来计算，不能够直观反映在 实际压缩过程中不可逆程度大小。因此，工程上，人们 很少利用这个方法。而是引入一个能够比较直观地反映 实际压缩过程中不可逆程度大小的绝热压缩效率 c ，来 计算工质的终态温度 t2 。
1-2过程：空气在压气机内完 成空气压缩耗功过程
2-3过程：空气在燃烧室内完 成燃烧升温过程
3-4过程：空气在透平完成膨 胀做功过程
4-1过程：空气排出燃机进入 大气，完成冷源放热过程
完成一次开式循环
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燃气轮机热力循环图
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第一节 燃气轮机循环的过程方程 一）、燃气轮机的循环过程
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第一节 燃气轮机循环的过程方程
二）、压气机内的压缩过程
2、压气机理想绝热压缩空气过程计算
由 psvsk 常数可知，当工质按理想绝热过程压缩 （或膨胀）时，在整个过程的任何一个工况点上，工
质的压力p与其比热容比v的k次方的乘积是彼此相等
的。即
p 1 sv 1 k s p isv iks p 2 sv 2 k s
温度：T3s (t3s )比容：v 3 s 压强：p 3 s 气流在此处的实际状况的
状态参数符号：
温度：T3 (t3 ) 比容：v 3 压强：p 3 燃气轮机结构示意图
气流在此处的状态参数平均值：
温度：T2*02(0t/*4/)2 比容：v * 压强：p *
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附加知识点：
燃气轮机四个截面的气体状态参数符号
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第一节 燃气轮机循环的过程方程
二）、压气机内的压缩过程
4、实际压缩过程的工程计算
1）、绝热压缩效率 c
绝热压缩效率 c ，是指工质在理想的绝热压缩过程中 所需吸收的压缩功 Lcs或（lcs），与实际压缩过程中达到同一 个终态压力 p2 p2s时所需加给工质的实际压缩功 Lc或（lc） 的比值。即：
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第一节 燃气轮机循环的过程方程
一）、燃气轮机的循环过程
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第一节 燃气轮机循环的过程方程 一）、燃气轮机的循环过程
1、燃气轮机热力循环称为开式白朗托循环 （蒸汽轮机电厂循环称为闭式朗肯循环） 燃气轮机开式白朗托循环图见下页
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第一节 燃气轮机循环的过程方程 一）、燃气轮机的循环过程
状态参数符号：
温度：T2(t2) 比容：v 2 压强：p2 燃气轮机结构示意图
气流在此处的状态参数平均值：
温度：T2*02(0t/*4/)2 比容：v * 压强：p *
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附加知识点：
燃气轮机四个截面的气体状态参数符号
3、）3截面（燃烧室出口截面， 透平进口截面）
气流在此处的理想状况的 状态参数符号：
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第一节 燃气轮机循环的过程方程
二）、压气机内的压缩过程
2、压气机理想绝热压缩空气过程计算
整个推理过程为：
psvsk 常数 p 1 sv 1 k s p isv iks p 2 sv 2 k s 两式联立
pvRT
联解，得出，在理想绝热过程中 p与 T，T 与 v之间的
变化规律为：
c
Lcs Lc
lcs lc
式中，LcLcs,lclcs
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第一节 燃气轮机循环的过程方程
二）、压气机内的压缩过程
4、实际压缩过程的工程计算
1）、绝热压缩效率 c
当忽略工质定压比热 C p 随温度改变而忽略微变化的特
性时，
c
Lcs lcs Cp(T2s T1s) T2s T1s Lc lc Cp(T2 T1) T2 T1
第二章 燃气轮机基本原理和计算
第一节 燃气轮机循环的过程方程 第二节 等压燃气轮机理想简单循环 第三节 轴流式压气机原理和计算 第四节 燃料燃烧理论 第五节 透平原理
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提问：
为什么现代燃气轮机，尤其是三代以后的 燃气轮机，在热力参数上面要提倡压气机 高压比，高涡轮前燃气温度？压气机压比 和涡轮前燃气温度的关系？
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解答：
通过燃气轮机的循环分析，就可以明白。
本章学习完毕后，将前面的问题作为讨论课的 论点进行讨论。具体时间会在后面安排。请同学们 酝酿！
讨论课的题目：
为什么提倡高压比和高涡轮前燃气温度？
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第一节 燃气轮机循环的过程方程
一）、燃气轮机的循环过程
二）、压气机内的压缩过程
2、燃气轮机的效率与燃气温度 和压气机压比的关系
1）、如右图，燃气温度t3越高， 循环效率越高。
2）、对应一个燃气温度t3的循环 效率有一个最佳压比，即在这个 温度下，在最佳压比值对应的燃 机效率最大。燃气温度越高，相 应的最佳压比就越高，这是燃机 设计的最关键点。
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燃气轮机效率曲线
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t2s 26.73℃
v2s 0.17(6m3kg)
由式（2-5）可知：
c 0 .8 2 8 t2 . 3 6 1 17 5 5 t2 2.3 6 1 0 .8 5 0 5 .8 8 1 8 3 5.7 0 （℃1 ）
t2s t1s t2 t1
压气机进T1气 T1处 s
c
T2s T1 T2 T1
t2s t1 t2 t1
（2-5）
在现代压气机中，c0.80~0.90
由此可见，只要已知压气机的 c ，就很容易求得压 气机出口处工质的实际温度 t2 ，进而求出比容 v 2 。
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第一节 燃气轮机循环的过程方程
TS 常数 k 1
ps k
T1S
k1
TiS
k1
T2kS1
p1sk
pisk
p2sk
p和T关系
（2-3）
TSvsk1 常数 T 1 s v 1 k s 1 T is v i k s 1 T 2 s v 2 k s 1T和v关系
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第一节 燃气轮机循环的过程方程
二）、压气机内的压缩过程
二）、压气机内的压缩过程
3、理想绝热过程计算举例
解： 根据（2-3）可知
T1S
k 1
p1sk
T2 S
k 1
p
2
k s
即得： T2S
T1S
(
p2S p1s
k1
)k
已知空气的绝热指数：k1.4
因而 T 2 S ( 2 7 1 ) 3 5 ( 8 9 .. 8 8 2 0 1 1 4 5 6 7 ) 0 1 0 1 .4 .4 1 3 5.3 4 ( K ) 0
温度：T1(t1) 比容：v 1 压强：p1 燃气轮机结构示意图
气流在此处的状态参数平均值：
温度：T *(t*) 比容：v * 压强：p *
2020截面的气体状态参数符号
2、）2截面（压气机出口截面， 燃烧室进口截面）
气流在此处的理想状况的 状态参数符号：
温度：T2s (t2s ) 比容：v 2 s 压强：p 2 s 气流在此处的实际状况的
二）、压气机内的压缩过程