燃气轮机循环理论PDF电子书下载

目录 1

译者的话 1

序 1

自序 1

绪言 1

第Ⅰ篇 基础理论 5

1．理想燃气轮机循环 5

1-1 理想燃气轮机循环 5

1-2 埃里克森循环 5

1-3 布雷敦循环（理想简单燃气轮机循环） 8

2．不计压力损失的实际燃气轮机循环 15

2-1 实际简单燃气轮机循环 15

2-2 不计压力损失的实际简单燃气轮机循环 19

2-2-1 热效率 20

2-2-2 对应于最大热效率的最佳压比φopt 20

2-2-3 最高温度T3对热效率的影响 23

2-2-4 简单燃气轮机实现的条件 24

2-2-5 进气温度T1对热效率的影响 25

2-2-6 压气机效率ηK和透平效率ηT对热效率的影响 25

2-2-7 比功lsa 26

2-2-8 对应于最大比功的最佳压比φ′opt 27

2-2-9 压气机效率ηK和透平效率ηT对比功的影响 28

2-2-10 功比α 28

2-2-11 简单燃气轮机循环小结 29

2-3 提高燃气轮机性能的方法 32

2-4 不计压力损失的回热循环 33

2-4-1 回热循环和回热度 33

2-4-2 热效率 34

2-4-3 临界压比 36

2-4-4 对应于最大热效率的最佳压比 37

2-4-5 比功 38

2-5 不计压力损失的中间冷却循环 38

2-5-1 中间冷却循环 38

2-5-2 采用中间冷却时压比的分配 39

2-5-3 热效率 41

2-5-4 比功 43

2-5-5 功比 43

2-6 不计压力损失的中间冷却-回热循环 44

2-7 不计压力损失的再热循环 46

2-7-1 再热循环 46

2-7-2 采用再热时压比的分配 47

2-7-3 热效率 48

2-7-4 比功 49

2-7-5 功比 50

2-8 不计压力损失的再热-回热循环 50

2-9 不计压力损失的中间冷却-再热-回热循环 52

（单轴燃气轮机各种循环的通用公式） 52

3-2 有压力损失的简单循环（1-1-0） 59

3-2-1 热效率 59

3-1 有压力损失的燃气轮机循环 59

3．有压力损失的燃气轮机循环 59

3-2-2 对应于最大热效率的最佳压比 61

3-2-3 有压力损失的简单循环的实现条件 63

3-2-4 比功 63

3-2-5 对应于最大比功的最佳压比 64

3-3 有压力损失的回热循环（1-1-ηR） 64

3-3-1 热效率 65

3-3-2 对应于最大热效率的最佳压比和临界压比 66

3-3-3 比功 67

3-4 有压力损失的中间冷却-回热循环（2-1-ηR） 67

3-5 有压力损失的中间冷却-再热-回热循环（2-2-ηR） 70

4．多轴式燃气轮机循环 74

4-1 多轴式燃气轮机循环 74

4-2 各种布置的符号表示法 76

4-3 多轴式燃气轮机循环的特性 77

4-4 双轴低压动力透平式再热-回热循环（1/LP/RE） 77

4-4-1 平衡条件 77

4-4-2 比功 79

4-4-3 热效率 80

4-5 双轴高压动力透平式再热-回热循环（1/HP/RE） 82

4-5-1 平衡条件及比功 82

4-5-2 热效率 82

4-6 1/C/E、1/C/RE、1/LP/RE及1/HP/RE 83

诸方案的比较 83

4-7 双轴低压动力透平式中间冷却-再热-回热循环 87

（1/LP/IRE） 87

5-2 闭式循环 91

5．特殊燃气轮机循环 91

5-1 特殊燃气轮机循环 91

5-3 燃烧室后置循环 92

5-4 燃烧室前置循环 97

5-5 外燃式循环 101

5-6 爆燃式循环（等容燃烧循环） 104

5-7 其他特殊循环 106

1-1 序论 107

第Ⅱ篇 基础理论的应用 107

1．核能动力用燃气轮机循环 107

1-2 高温气冷反应堆和闭式循环燃气轮机 108

1-2-1 高温气冷反应堆 108

1-2-2 闭式循环燃气轮机 109

1-3 使用气体的选定 111

1-3-1 放射性方面的考虑 111

1-3-2 传热性能方面的考虑 112

1-3-3 对反应堆结构材料稳定性的考虑 113

1-3-4 流体力学特性的考虑 113

1-3-5 对燃气轮机的适应性 114

1-3-6 计算前气体的选定 115

1-4 计算中各参量的选定 116

1-4-1 循环的选定 116

1-4-2 计算中各参量的选定 117

1-5-2 一次间冷-回热循环 119

1-5-1 回热循环 119

1-5 循环计算公式 119

1-5-3 一次间冷-再热-回热循环 120

1-5-4 二次间冷-回热循环 120

1-5-5 二次间冷-再热-回热循环 121

1-5-6 比热比是常量时的计算 122

1-6 比热比变化时的计算方法 122

1-6-1 循环的选定 122

1-6-2 参量的选定 123

1-6-3 计算方法 124

1-6-4 计算公式和计算方法 124

1-7 计算结果及其讨论 126

1-7-1 燃气轮机的内部热效率ηa′ 126

1-7-2 比功 133

1-7-3 比热比的影响 135

1-8 结论 138

2-1 序论 141

2．高炉用燃气轮机循环 141

2-2 高炉用燃气轮机的热力特性 142

2-3 基本循环 144

2-3-1 带有回热器的基本循环 144

2-3-2 带有空气预热器的基本循环 151

2-3-3 带有高炉煤气预热器的基本循环 154

2-3-4 将燃气轮机排气供应热风炉的循环 154

2-3-5 没有热风炉的基本循环 155

2-3-6 无热风炉但有第二燃烧室的基本循环 157

2-4 燃烧室后置循环（排气加热循环） 159

2-4-1 有热风炉的燃烧室后置循环 159

2-4-2 无热风炉的燃烧室后置循环 164

2-4-3 将燃气轮机排气供应热风炉的燃烧室后置循环 166

2-5 外燃式循环 166

2-5-1 简单外燃式循环 166

2-5-2 抽气式外燃循环 168

2-5-3 混合循环 168

2-6-1 有冷却器的燃烧室前置循环 169

2-6 燃烧室前置循环 169

2-6-2 有回热器的燃烧室前置循环 170

2-6-3 送风加热式燃烧室前置循环 171

2-7 用氧气或富氧空气进行燃烧的循环 173

2-8 闭式循环 176

2-9 结论 176

3．用燃气发生器的燃气轮机循环 180

3-1 序论 180

3-2 燃气发生器 182

3-2-1 输入燃气发生器的物质 182

3-2-2 物质的平衡 183

3-2-3 平衡计算 185

3-2-4 热量平衡 189

3-2-5 生成燃气的分子量、比热和气体常数 196

3-3 燃气轮机循环 199

3-3-1 压气机K 199

3-2-6 气化效率 199

3-3-2 燃气发生器G 202

3-3-3 透平T 202

3-3-4 燃气轮机的有效输出功LN 205

3-3-5 内部效率ηt 206

3-4-1 总装置的布置 207

3-4-2 有效燃气的供给压比 207

3-4 总装置 207

3-3-6 功比α 207

3-4-3 带制氧机的总装置的输出功 208

3-4-4 带有制氧机的总装置能独立运行的条件 208

3-5 燃气发生器计算举例 209

3-5-1 计算条件 209

3-5-2 计算结果 209

3-6 燃气轮机循环的计算举例 217

3-6-1 无换热器的燃气轮机循环 217

3-6-2 具有换热器、给水预热器和蒸汽过热器的 222

燃气轮机循环 222

3-7 结论 230

轮机循环 232

4-1 序论 232

4．具有抽气式空气冷却器的进气冷却燃气 232

4-2 抽气式进气冷却燃气轮机循环的构成 233

4-3 循环的基本公式 235

4-3-1 符号和设计工况的给定值 235

4-3-2 求设计工况性能的基本公式 236

4-4 设计工况的性能 240

4-4-1 压气机进气温度下降率 241

4-4-2 抽气率对热效率及比功的影响 242

4-4-3 抽气压比对热效率及比功的影响 244

4-4-4 大气温度对热效率及比功的影响 244

4-5 变工况特性 246

4-5-1 抽气率的影响 250

4-5-3 压气机进气温度、透平进气温度及 251

循环温比与热效率的关系 251

4-5-2 抽气压比的影响 251

4-5-4 压气机和透平效率的变化 253

4-5-5 压气机和透平的流量特性 254

4-5-6 透平排气温度的变化 255

4-5-7 大气温度的影响 256

4-5-8 部分负荷时的运行状态 257

4-6 结论 258

5-1 总论 260

燃气轮机循环 260

5．具有余热利用式吸收制冷机的进气冷却 260

5-2 具有余热利用式吸收制冷机的进气冷却 261

燃气轮机循环的构成 261

5-3 循环的基本公式 262

5-3-1 符号 262

5-3-2 热效率及比功 264

5-3-3 发生器热源温度 266

5-4-1 吸收制冷机的性能和燃气轮机的进气温度 268

机循环的一般特性 268

5-4 具有吸收制冷机的进气冷却燃气轮 268

5-3-4 热量分配比 268

5-4-2 燃气轮机余热的分配 272

5-4-3 热源温度和循环的工作区域 273

5-4-4 回热率对热效率的影响 276

5-4-5 蒸发温度对热效率的影响 278

5-4-6 大气温度对热效率的影响 278

5-4-7 蒸发温度对比功的影响 279

5-4-8 大气温度对比功的影响 280

5-4-9 进气冷却循环的最佳条件 281

5-5 循环特性的比较 285

5-6 结论 286

6．燃气轮机的全能量系统 288

6-1 序论 288

6-1-1 全能量系统 288

6-2 符号和术语 289

6-2-1 符号 289

6-1-2 循环的概念 289

6-2-2 术语 291

6-2-3 热利用率 292

6-3 设计工况性能 293

6-3-1 计算方法 293

6-3-2 压比及回热器的影响 294

6-3-3 大气温度的影响 299

6-3-4 余热锅炉的影响 299

6-3-5 吸收制冷机的影响 300

6-4 变工况特性 301

6-4-1 计算方法 301

6-4-2 计算结果及其讨论 306

6-5 运行方式 309

6-6 利用燃气轮机进行供热发电的经济性 310

（办公大楼的例子） 310

6-6-1 设计对象 311

6-6-2 经济性比较 312

6-6-3 结果 317

6-7 结论 318

7．双函道发动机 320

7-1 序论 320

7-2 符号 321

7-2-1 下角 321

7-2-2 状态参量、效率等的符号 322

7-2-3 拉格朗日乘数法用到的符号 323

7-3 主要的假设 323

7-4 各部位状态和效率的计算 324

7-4-1 空气入口 324

7-4-2 主流压气机 324

7-4-3 燃烧室 324

7-4-4 透平 325

7-4-5 主流喷管 325

7-4-6 旁路压气机 325

7-4-9 推进效率 326

7-4-8 推力 326

7-4-7 旁路喷管 326

7-4-10 内部效率 327

7-4-11 总效率 327

7-5 约束条件 327

7-5-1 功量的平衡条件 328

7-5-2 压力平衡条件 328

7-6 获得最大总效率的最佳条件的确定 328

7-6-1 求解最大总效率的最佳条件的通用公式 328

7-6-2 给定飞行马赫数M0时的最佳条件 332

7-6-3 旁路比μ也给定时的最佳条件 333

7-7 计算示例 334

7-7-1 计算所用的各已知参量 334

7-7-2 机速、最高温比一定的情况 334

7-7-3 机速、最高温比和旁路比一定的情况 336

7-8 与实际发动机的比较 341

7-9 结论 343

附录 考虑比热比变化时的循环计算 344