我们正在讨论布雷顿循环在我们最近的帖子,一个理想的循环燃气涡轮发动机。我们也看到了再生对布雷顿循环效率的影响在我们之前的帖子中。
今天我们将在这里看到在这篇文章的帮助下,中间冷却对布雷顿循环的影响。
带中间冷却的布雷顿循环
燃气涡轮发动机的净功=涡轮输出的功-压缩机输入的功
W净= WT- wC
由上式可知,燃气轮机的净功可以通过减小压气机输入功或增大涡轮功或两者同时增大来增加。因此,布雷顿循环的效率也可以通过增加循环的净功来提高。
通过分段压缩和连续两段之间的冷却,可以降低压缩两个特定压力级之间的气体所需的功能。这种增加燃气轮机净功的方法称为中间冷却多级压缩。
让我们看下图,我们将有各种组件的基本安排,这里有PV图和TS图来展示中冷对布雷顿循环的影响
工艺1-2:工作流体的绝热压缩
过程2-3:工作流体在称为中间冷却器的热交换器中冷却到初始温度。
工艺3-4:将工作流体进一步绝热压缩到规定的压力水平
过程4-5:加热室中恒压工况下向工作流体中添加热能
过程5-6:工作流体通过涡轮绝热膨胀或也称为动力冲程
过程6-1:冷却室内恒压散热
过程1-2 ':工作流体从一个指定的压力级到另一个指定的压力级的绝热压缩,这里我们没有考虑中间冷却的影响。
因此,循环1-2-3-4-5- 1为两级压缩中冷燃气轮机循环,循环1-2′-5- 1- 1为不中冷燃气轮机循环,即理想闭式燃气轮机循环或理想闭式布雷顿循环。
假设一台压缩机必须从压力P压缩工作流体1压力P2,将工作流体从压力P1压力P2.
等熵压缩
等温压缩
多级压缩与中间冷却
如果我们把这三个过程画在PV图上,就可以知道从压力P压缩工作流体所需的功能1压力P2对于每一个过程,我们会知道等熵压缩过程所需要的功最大,等温压缩过程所需要的功最小。
三种气体压缩工艺的PV图1P2
而在中间冷却多级压缩过程中,需要的功比等熵压缩过程少,而比等温压缩过程多。
正如我们所知道的,当压缩机将工作流体压缩时,采用中间冷却多级压缩,工作流体温度升高,不能进行等温压缩,可降低压缩机在两个规定压力级之间压缩工作流体的功输入。
我们已经在上面展示了在两个压缩机之间使用一个中间冷却器的工作流体的两级压缩。压缩过程可能有更多的阶段,但通常不会选择两个以上的中间冷却,因为它将相当复杂。
我们已经在PV图中给出了中间压强PX,压缩机输入功将依赖于中间压力P的值X.压缩机输入功将是最小的,如果它将遵循以下公式。
做
你有什么建议吗?请在评论框中留言。
我们将会看到另一个主题。布雷顿循环再加热在我们下一篇文章的类别热工程。新利18提款安全吗
参考:
P. K. Nag的工程热力学
Som s.k.教授的工程热力学
图片由:谷歌
非常感谢您....先生这是可以理解和清楚的……
回复删除先生很有帮助…
回复删除