当前课程知识点：工程热力学（上） > 第5章 气体动力循环 > 5-4 勃雷登循环 > Video 5-4（2）燃气轮机装置的理想循环
我们把理想化的循环画在p-v图和T-s图上
1~2压气机里的等熵压缩过程
然后 2~3是燃烧室里的等压吸热过程
3~4是燃气轮机里的等熵膨胀过程
4~1是向大气的一个等压的放热过程
T-s图上1~2是压气机里的等熵压缩
2~3是燃烧室里的等压放热
3~4是在燃气轮机里的等熵膨胀过程
4~1是向大气的一个等压放热
这就是勃雷登循环在p-v图和T-s图上的表示
勃雷登循环 是燃气动力循环的理想循环
然后对它进行热力计算
跟我们前面讲的内燃机的热力计算是完全类似的
吸热量 这个吸热应该是
在燃烧室里的吸热
等压吸热过程
然后放热是向大气的一个放热
吸热量有了 放热量有了
它的热效率等于功比上q1
功等于q1减去q2 把q1 q2代进去
我们发现这热效率
跟四个点的温度是相关的
我们放在这 用四个点的温度来表示
然后 再把它整理一下
把T1和T2提出来 然后分子和分母
各有两个温度比减去1
我们再来看这两个温度比
这两个温度比
根据 1~2是等熵 3~4是等熵
然后2~3是定压 4~1是定压
根据这四个过程的过程方程
我们可以推出来
这两个温度比是相等的
这样一来热效率的公式
就可以写成与T1和T2
这两个温度之间的关系
1减去T2分之T1
在这想问大家一下
这个热效率是不是就是同温限卡诺循环的热效率
这个T2分之T1是不是
我们所谓的同温限指的是什么
指的是最高热源温度和最低冷源温度之间的那个卡诺循环
而对于这个勃雷登循环
它的最高热源温度是哪个 是T3
所以这公式并不是
同温限卡诺循环的热效率
这个要注意
我们再来看热效率
热效率最终是用两个压比以及绝热指数来表示的
这个P2比上P1
我们把它叫做循环增压比
循环增压比 P2比上P1 用π来表示
这样一来勃雷登循环的热效率
就与循环增压比
以及工质的绝热指数相关了
然后我们再来看循环增压比
以及绝热指数对勃雷登循环的热效率是怎样影响的
这个表达式很简单 一个数学表达式
从这个表达式我们可以直观地看出来
增加这个循环增压比
或者是增加工质的比热比的情况下
热效率是增加的
这个很直观就可以看出来
这是热效率
我们再来看这个循环的净功
勃雷登循环的净功
这个循环的净功应该等于
燃气轮机膨胀做的功
减去压气机消耗的功
或者是等于q1减去q2 一样的
结果是一样的
推出来我们看它跟四个温度相关
然后跟定压比热容还相关
是这样一个表达式
对于勃雷登循环
我们定义另外一个参数
它叫做循环增温比
就是这个循环的最高温度与最低温度
也就是3点温度与1点温度的比值
叫做循环增温度比
定义这个参数之后
我们上面那个功
我们就可以表示成循环增温比
循环增压比 还有比热比
以及T1还有定压比热容的关系
是这样的一个表达式
然后我们来看一下
循环增温比对净功的影响
我们从表达式来看
净功跟循环增温比 还有循环增压比是相关的
两个因素在影响
所以我们先把循环增压比让它不变
我们来看 循环增温比对净功是怎样影响的
我们用图来表示
循环增温比增加
意味着3点的温度要升高
而且 增压比还不变
所以还应该在2~3的这个等压线上
我们画图就应该是这样
当循环增温比增加之后
这个循环应该是1到2 2到3′到4′
然后下来 应该是这样的
对于这个循环与原来的循环相比
我们来看一下 首先它的净功
净功多出来一块3~4~4′~3′
这一块是多出来的面积
这就是增加的净功
然后我们再来看热效率
热效率我们知道
勃雷登循环的热效率与什么相关
与循环增压比以及比热比相关
前面告诉你了循环增压比不变
那么这个热效率它就是不变的
也就是说增加循环增温比
它对热效率是没有影响的
在这里 我们还是要提醒大家一下
尽管增加这个循环增温比
可以提高净功的量
但是你提高了这个循环增温比
设备的耐热程度就要提升的
这个是要注意的 我们再来看一下
循环增压比对净功的影响
这个时候 我们让循环增温比不变
也就是说T3的温度不变
我们现来看几种情况
首先 我们让这个循环增压比很小
减小到很小 然后我们来看
在这个过程中热效率怎么变
我们知道热效率跟
循环增压比是相关的
屏幕上右下方这公式表示的
当循环增压比降低
热效率就是降低的
然后 我们再来看净功
这个循环增压比很小
我们把这循环可以画出来
细细长长的一小条
也就是说这个功应该是很小的
我们再来看另外一种情况
我们增加这个循环增压比
而且增加让它很大
这时候热效率怎么样
当然是增加的 我们再来看净功
我们把这种情况下的循环给它画出来
它应该是瘦瘦的 长长的
这样一小条 扁扁的
刚才是横的瘦瘦的一小条
它的净功应该也是很小的
这样一来
通过这两个极限情况你会发现什么
那你就会发现
这里肯定存在一个最佳增压比
使得勃雷登循环的净功最大
比如说在这个位置
这个功肯定比另外那两个要大
这个最佳的增压比怎么来算
这实际上又是一个数学的问题
使的这个净功最大的这个增压比
它应该是在什么情况下
应该是净功对增压比的偏导数等于0
满足这样的一个条件
对应的那个功就是最大的
我们经过详细的推导
我们可以推出来它的最大的循环净功
当然它的增压比我们也可以推出来
-0-0 导引
-0-1 热能及其利用
-0-1 作业
-0-2 热能转换装置工作过程简介
-0-2 作业
-0-3 工程热力学的研究内容及方法
-0-3 作业
-0-4 工程热力学与中国能源战略及环保
-0-4 作业
-绪论 章节小测验
-1-1 热力系统
-1-1 作业
-1-2 状态和状态参数
-1-2 作业
-1-3 基本状态参数
-1-3 作业
-1-4 平衡状态
-1-4 作业
-1-5 状态方程、坐标图
-1-5 作业
-1-6 准静态过程与可逆过程
-1-6 作业
-1-7 功量
-1-7 作业
-1-8 热量与熵
-1-8 作业
-1-9 热力循环
-1-9 作业
-第1章小结及讨论习题课
-第1章 章节小测验
-2-1 热力学第一定律的本质
-2-1 作业
-2-2 热力学第一定律的推论——内能
-2-2 作业
-2-3 闭口系统能量方程
-2-3 作业
-2-4 开口系统能量方程与焓
-2-4 作业
-2-5 稳定流动能量方程与技术功
-2-5 作业
-2-6 稳定流动能量方程的应用
-2-6 作业
-第2章小结
-第2章讨论习题课
-第2章 章节小测验
-3-0 导引
-3-1 理想气体状态方程
-3-1 作业
-3-2 比热容
-3-2 作业
-3-3 理想气体的内能、焓、熵和比热容
-3-3 作业
-3-4 理想气体比热容、内能、焓和熵的计算
-3-4 作业
-3-5 研究热力过程的目的和方法
-3-5 作业
-3-6 理想气体的等熵过程
-3-6 作业
-3-7 理想气体热力过程综合分析
--Video 3-7（2）基本过程在p-v图和T-s图上的表示
-3-7 作业
-3-8 气体的压缩
-3-8 作业
-3-9 活塞式压气机压缩过程分析
-3-9 作业
-第3章小结及讨论习题课
-第3章 章节小测验
-4-0 导引
-4-1 热二律的表述与实质
-4-1 作业
-4-2 卡诺定理与卡诺循环
-4-2 作业
-4-3 克劳修斯不等式及熵的引出
-4-3 作业
-4-4 不可逆过程熵的变化
-4-4 作业
-4-5 孤立系统熵增原理
-4-5 作业
-4-6 熵方程及对熵的小结
-4-6 作业
-4-7 熵与不可逆及熵的物理意义
-4-7 作业
-第4章讨论习题课
-4-8 㶲及其计算
-4-8 作业
-第4章 章节小测验
-5-0 导引
-5-0 作业
-5-1 活塞式内燃机动力循环
-5-1 作业
-5-2 活塞式内燃机几种循环的比较
-5-2 作业
-5-3 斯特林循环
-5-3 作业
-5-4 勃雷登循环
-5-4 作业
-5-5 提高勃雷登循环热效率的其它途径
-5-5 作业
-5-6 动力循环的一般规律
-第5章 章节小测验
-期末考试
