工程热力学：14-气体动力循环_B

1、第九章气体动力循环 Gas power cycles第九章 气体动力循环 9-4. 斯特林(Stirling)循环与概括性卡诺循环 9-5. 燃气轮机装置 9-6. 定压加热理想(Brayton)循环 9-7. Brayton循环的改进 9-8. 喷气发动机理想循环斯特林(Stirling)循环能不能使内部可逆循环的热效率等于卡诺循环的热效率？234T1s234T1s?Stirling循环回热器VVregeneration1816年提出，近20年才实施(核潜艇，制冷)储热式回热器陶瓷蓄热器一种新型材料蜂窝陶瓷作为蓄热体活塞外燃式Stirling热机原理31B不动A向右定温压缩排热ABA,B整体

2、向右定容回热24A,B整体向左定容储热A不动B向右定膨胀加热陶瓷蓄热器一种新型材料蜂窝陶瓷作为蓄热体光气互补太阳能斯特林发电系统方案原理回热器斯特林机风机概括性卡诺循环234T1s回热器nn 9-5. 燃气轮机装置用途： 航空发动机 尖峰电站 移动电站 大型轮船地面燃气轮机地面燃气轮机示意进气道压气机燃烧室涡轮排气道涡喷航空发动机涡喷航空发动机简图进气道压气机燃烧室涡轮尾喷管涡扇航空发动机涡扇航空发动机示意 9-6. 定压加热理想(Brayton)循环 循环部件简图燃烧室压气机气轮机燃料41进气排气23闭式循环空气标准假设换热器压气机气轮机4123开式循环换热器压缩燃烧膨胀同时发生在不同地点工

3、质在封闭空间连续流动定压加热理想(布雷顿Brayton)循环膨胀压缩绝热定压吸放热空气标准假设1234TsPP234pSS1v假定：Brayton循环分析增压比234pSS1v吸热量放热量做功Brayton循环分析耗功1234TsPP单进出口稳定流动假定：Brayton 循环热效率234pSS1v循环增温比Ts最大增温比一定时存在循环功为零的最大增压比，此时效率称极限热效率 增压比受最大增温比的限制最大增压比与极限热效率最大循环功, 最佳增压比 ,最佳热效率Ts最小增压比时循环功也为零，故在最大与最小增压比之间一定存在一增压比使循环功达到最大，该增压比称最佳增压比,此时效率称最佳热效率=常数最

4、大循环功与最佳增压比的确定求在极值作解即最大循环功与最佳增压比的确定求在极值得和提高Brayton循环热效率就是要提高最佳增压比，最佳增压比又随增温比增大而增大，所以提高增温比是提高循环效率的有效途径。因压气机进口温度受大气环境限制，提高增温比实际就是提高气轮机进口温度提高Brayton循环热效率的途径 9-7. Brayton循环的改进 回热 regeneration2134Ts65极限回热循环回热器 气轮机压气机燃烧室回热器 9-7. Brayton循环的改进 中间冷却+回热2134Ts265AB4R2R？Brayton间冷回热示意图134气轮机燃烧室间冷器5压气机624R2R回热器213

5、4265AB4R2R2 9-7. Brayton循环的改进 再热+回热？213Ts344544R2R再热回热示意图1234压气机气轮机燃烧室2燃烧室14R2R53回热器213344544R2R 9-7. Brayton循环的改进 再热+中间冷却+回热3Ts2142R4R再热+间冷+回热示意图124压气机气轮机燃烧室2回热器间冷器燃烧室12R4R32142R4R3无穷多级的极限情况2134Ts两个等温过程两个等压过程+概括性卡诺循环级数越多，越复杂，造价越高，一般23级回热 98 喷气发动机理想循环12345进气道压气机涡轮尾喷管燃烧室6燃烧室压气机气轮机燃料52341进气道尾喷管6 98 喷气发动机理想循环12345进气道压气机涡轮尾喷管燃烧室61246TsPP346pSS1v3552喷气发动机理想循环的特点346p152352进出口段技术功等于动能差循环功产生进出口动能差涡轮后有很高焓值涡轮轴功近似等于压气机轴功吸气燃烧压缩排气放热膨胀吸热四冲程气油机（点燃式）的工作循环开式循环讨论：2）3）第二类永动机不可能制成。 4）实际循环不可能实现卡诺循环，原