燃气轮机原理第三章 燃气轮机热力计算方法.ppt

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------
根据给定的燃气轮机工作过程参数和各个部件的效率(或损失系数),计算燃气轮机各截面的气体参数和性能参数,然后根据所要达到的燃气轮机功率或推力确定空气流量或根据给定的空气流量计算燃气轮机功率或推力。
为确定设计方案提供具体依据
热力计算用气流的总参数
3-2 等熵绝热过程的计算方法
熵的定义
工质经等熵绝热过程由状态1到状态2,对上式积分
则
等熵绝热过程中,压力p和温度T之间的关系与定压比热Cp有关
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。

将燃气轮机各部分的比热和比热比分别看作是固定不变的
空气在压气机内的压缩过程中
k=,Cp=1005 J/(kg•K)
燃气在涡轮内的膨胀过程中
k’=,Cp’=1156 J/(kg•K)
各部分等熵绝热过程的比热和比热比为常数
则
变为:
等熵绝热过程方程:
或
计算方法简单,但计算精度较差

取工质经过某一等熵绝热过程始末状态的比热的平均值作为该过程的比热。
等熵绝热过程的方程同上。
这种方法比分段定比热的计算方法准确,但仍是一种近似方法。
在大多数情况下,由于过程始末状态的温度事先不知道,因此在第一遍计算时,需要假设过程中的平均比热,然后进行迭代计算。

随着计算机的日益普及,更为准确的变比热计算方法已经得到广泛的应用。
的值只与过程始末的温度有关
因此可以定义
式中函数是工质的状态函数,使温度的单值函数。
于是,
为计算简单,将自然对数改为普通对数:
令
为熵函数
变比热法中等熵绝热过程的方程为: