工程热力学 解读.ppt

第8-9章 气体压缩及动力循环 §9-1 循环分析的一般方法 二、熵（或Ex）分析方法 §9-2 活塞式内燃机循环 §9-3 燃气轮机循环 一、定压加热理想循环 二、定压加热实际循环 三、提高燃气轮机装置热效率的措施 2.回热基础上分级压缩，中间冷却 3.回热基础上分级膨胀，中间加热 §9-2 喷气发动机简介 1 v 4 3 2 p 1 s 4 3 2 T 1-2绝热压缩 2-3定压吸热 3-4绝热膨胀 4-1定压放热 1、循环 第八、九章 气体压缩及动力循环 2、分析 理想定压加热循环的热效率只与增压比有关 这一结论是否与卡诺定理矛盾？ 热效率与吸热均温和放热均温是否有关？ 第八、九章 气体压缩及动力循环 两种极限情况 必有最大值 第八、九章 气体压缩及动力循环 第八、九章 气体压缩及动力循环 1-2 不可逆绝热压缩； 2-3 定压吸热； 3-4 不可逆绝热膨胀； 4-1 定压放热。 第八、九章 气体压缩及动力循环 第八、九章 气体压缩及动力循环 整理 第八、九章 气体压缩及动力循环 讨论： 增大τ是提高燃气轮机装置性能（wnet，ηi）的方向。 第八、九章 气体压缩及动力循环 1.回热（regeneration） 废气温度较高，引入回热器，对压缩空气加热，称为回热 回热度 第八、九章 气体压缩及动力循环 讨论 极限回热 注意：π达一定值，回热不能进行。 第八、九章 气体压缩及动力循环 实际循环的回热 第八、九章 气体压缩及动力循环 循环12341： 循环1567341： 循环12341 循环67256 循环67256： 采用分级压缩，中间冷却后ηt?？ + 第八、九章 气体压缩及动力循环 如果不回热 第八、九章 气体压缩及动力循环 充分回热，吸热不变、做功增大 循 循环12341+循环981048 若无回热 第八、九章 气体压缩及动力循环 * 武汉大学动力与机械学院 杨 俊 2014.08 按工作 原理分类 ★活塞式—压头高，流量小，间隙生产 ★叶轮式—压头低，流量大，连续生产 第八、九章 气体压缩及动力循环 一、工作原理 §8-1 活塞式压气机 上止点 下止点 （1）低压气体流入气缸气体对活塞做推进功 ； （2）活塞压缩气体，消耗压缩功； （3）高压气体排出，活塞对气体做推进功。 第八、九章 气体压缩及动力循环 一个完整的压缩气体生产过程包括气体流入、压缩、排出三个阶段。消耗外界机械能的总和称为压气机耗功。 二、压气机理论耗功 换热极差——绝热过程 第八、九章 气体压缩及动力循环 换热极好——定温过程 换热一般——多变过程 第八、九章 气体压缩及动力循环 增压比 等温效率 第八、九章 气体压缩及动力循环 由此可见 在环境温度下定温压缩，耗功最小。如果进气温度大于环境温度，应先冷却至环境温度再施压缩。 第八、九章 气体压缩及动力循环 三、 余隙容积 余隙容积——排气不完全——进气量小于活塞排量。 排压力越高，进气越少。 不影响生产单位压缩气体的功耗 上止点 下止点 余隙容积 活塞排量 第八、九章 气体压缩及动力循环 余隙容积比 容积效率 第八、九章 气体压缩及动力循环 最佳增压比 省功 四、多级压缩级间冷却 第八、九章 气体压缩及动力循环 第八、九章 气体压缩及动力循环 优 点： （1）减小耗功; （2）每级功耗相等，利于曲轴平衡； （3）每级气体进出温度相同，可以采用相同的材料； （4）每级排热相同； （5）提高容积效率。 第八、九章 气体压缩及动力循环 §8-2 叶轮式压气机 一、形式与特点 （1）形式——轴流式、离心式 （2）特点——流量大、体积小；压比小、摩擦大 轴流式 离心式 第八、九章 气体压缩及动力循环 二、工作原理与功耗计算 喷管的逆过程——叶轮带动气体高速旋转对气体做功使其加速。高速气体流经静叶组成的扩压通道速度下降，压力升高。汽流在机内经历一个不可逆绝热过程。 理论耗功 第八、九章 气体压缩及动力循环 实际耗功 绝热效率 第八、九章 气体压缩及动力循环 例8-1 叶轮式压缩机，氮气进口参数p1 = 0.0972MPa，t1= 20℃， 出口压力p2 = 311.11kPa，进口处氮气流量 。 压气机绝热效率?C,s= 0.80，略去进出口动能差和位能差， 求： 1）压气机定熵压缩的耗功量; 2）实际耗功量; 3）由于不可逆而多耗功?wt; 4）作功能力损失I。t0=20 ℃ 。 已知