循环热效率定义
ηGT=WGT/q=(WT-WC)/q=(WT-WC)/fHu (18-1)
式中 q——相对于1kg空气来说加给机组的热量(kJ/kg);
WGT——相对于1kg空气来说燃气轮机的循环净功(kJ/kg);
WT——相对于1kg空气来说燃气轮机的膨胀功(kJ/kg);
WC——相对于1kg空气来说压气机的压缩功(kJ/kg);
f——燃料的质量流量与空气的质量流量之比,即相对于1kg空气来说所喷入的燃料(kJ/kg)。
比功指燃气轮机的压气机压入1kg空气,经燃气轮机完成一个循环后对外界输出的净功,记为WGT。如果忽略空气与燃气在流量上的差异,则有
WGT=WT-WC (18-2)
压气机排气压力与压气机进口压力之比定义为压缩比,简称压比。表示工质被压缩的程度,用π表示(www.daowen.com)
π=p2/p1 (18-3)
式中 p1——压气机进气道后、进口可转导叶前的滞止压力(Pa或MPa);
p2——压气机出口处的滞止压力(Pa或MPa)。
涡轮进口处的温度与压气机进口处的温度之比,定义为温度比,简称温比,记为τ,则有
τ=T3/T1 (18-4)
式中 T1——压气机进口处的滞止温度,一般为大气温度Tα(K);
T3——涡轮进口处的滞止温度,燃气初温(K)。
压比与温比是两个决定燃气轮机循环性能的重要参数,二者共同对燃气轮机性能具有重大的影响作用。
当大气温度升高时,压气机的压比下降,导致燃气涡轮做功减少,燃气轮机的排气温度升高,压气机所消耗的功增高,燃气轮机的输出净功减少,燃气轮机的相对热效率降低。燃气初温即为燃料燃烧后与剩余空气混合后形成的达到设定温度值,也为燃烧室出口温度或涡轮进口温度,它是燃气轮机的一个重要参数。燃气初温越高,循环比功也越大,燃气轮机效率增加。当温比一定,机组的热效率随压比增大,先增大后减小。所以,压比存在一个最佳值,使得燃气轮机的热效率达到最佳值。
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