燃气轮机原理--燃气轮机热力计算方法.ppt

燃气轮机原理--燃气轮机热力计算方法;燃气轮机原理第三章 燃气轮机热力计算方法;3-1 热力计算的目的;热力计算用气流的总参数;3-2 等熵绝热过程的计算方法;工质（空气或燃气）的比热随温度和气体成分而变化，因此，等熵绝热过程中，温度和压力之间的关系比较复杂。 在实际计算过程中，根据对比热的不同处理方法，产生了几种不同的计算方法。;1.分段定比热法;各部分等熵绝热过程的比热和比热比为常数;2.分段平均比热法;3.变比热法;于是，;为了利用该方法进行计算，编制有相应的空气热力性质表，表中给出不同温度下空气的Cp，焓H和?函数值。若已知等熵绝热过程的压比?和初始状态温度，即可由热力性质表和等熵绝热过程基本方程（1）求得末状态温度。;;3-3 燃烧室油气比的计算方法;其中： ， 分别为进入燃烧室的空气流量和燃料流量； ， ， 分别为燃烧室进、出口和燃油进口总温； ， ， 分别为单位质量空气、燃气和燃油所具有 的焓值；;根据能量守恒定律，燃烧室能量平衡关系式;燃烧室燃烧产物的比热Cp,g是随油气比f而变化的，而燃气的焓值是温度和比热的函数。利用（1）式计算油气比，必须经历一个迭代过程。 为避免求解油气比f的迭代过程，采用等温焓差法。;等温焓差法;3-4 热力计算的主要步骤;热力计算求出的参数为： 地面燃气轮机动力涡轮输出的比功或航空燃气轮机的单位推力 燃气轮机的耗油率 各主要截面的气流参数：总压和总温; 燃气轮机循环的比功和热效率随增压比?和加热比?的变化关系： 当加热比?一定时，有使比功达最大值的最佳增压比和使热效率达最大值的最经济增压比。 当增压比?一定时，加热比增加，比功和热效率同时单调增加。;需考虑的两个问题; 问题一：飞行状态对航空燃气轮机发动机参数选择有影响 发动机的压缩过程应该包括气流在进气道中的减速增压和在压气机中的加功增压两部分。进气道中的增压比为： 随着飞行马赫数 的增加，气流通过进气道的增压比 增大，如果选定的总增压比 已经确定，那么对??高马赫数 飞行的飞机就应该选用较低的压气机增压比 。;需考虑的两个问题;2.燃气轮机热力计算步骤;进气道出口参数：;压气机出口气流参数 和 及比功 的计算 进气道出口气流参数 和 就是压气机进口气流参数。 根据选定的压气机增压比 ，计算压气机出口总压。 涡喷发动机压气机或涡扇发动机内涵发动机： 涡扇发动机风扇：;压气机出口气流参数 和 及比功 的计算 由压气机进口总温 查得 和 ，等熵过程有： 和 求出后，查表得 ， ， 和 。 压气机比功等于空气通过压气机的实际焓增：;压气机出口气流参数 和 及比功 的计算 压气机比功等于空气通过压气机的实际焓增： 轴流压气机： 离心压气机： 压气机出口总焓值 查表求出压气机出口总温 和 。;燃烧室出口气流参数 的计算 燃烧室出口，即涡轮前燃气温度 是给定的。 燃气温度： 航空燃气轮机： 燃烧室出口压力： 燃烧室总压恢复系数： ;油气比 的计算 已知燃烧室进、出口总温 和 ，燃烧效率 和燃油热值 ，就可算出油气比 。 式中： 和 是与 和 对应的空气热焓，查 表求得； 是 时的等温焓差，查表求得； 是燃烧效率，设计状态下 ;燃气发生器涡轮出口气流参数 和 的计算 压气机功率与涡轮功率相等： 涡喷发动机： 涡扇发动机： 式中： 为冷却空气量，用于冷却涡轮等热部件 为机械效率，一般为0.99;燃气发生器涡轮出口气流