电站燃气轮机课程复习思考题
1•词语解释：
（1）循环效率：当工质完成一个循环时，把外界加给工质的热能q转化成为机械功l c的百分数。％=心9
（2）装置效率（发电效率）：当工质完成一个循环时，把外界加给工质的热能q转化成为
电功I s的百分数。三—
（3）净效率（供电效率）：当工质完成一个循环时，把外界加给工质的热能q转化成为净功l e的百分数。
（4）比功:进入燃气轮机压气机的1kg的空气，在燃气轮机中完成一个循环后所能对外输出
的机械功（或电功）I s（kJ/kg），或净功l e（kJ/kg）.
（5）压气机的压缩比：压气机的出口总压Pi与进口总压Pi之比。『二Cpi
（6）透平的膨胀比：透平的进口总压曲与出口总压时之比。『二Pbp；
（7）压气机入口总压保持系数：压气机的入口总压Pi与当地大气压內之比。u y = p[/p L1
（8）燃烧室总压保持系数：燃烧室的出口总压膚与入口总压之比。.I'.-
（9）透平出口总压保持系数：当地大气压m与透平的排气总压I"之比。©二
（10）压气机的等熵压缩效率：对于1kg同样初温度Ti的空气来说，为了压缩达到同样大小
的压缩比t ，等熵压缩功S与所需施加的实际压缩功b之比。二亡二h：-ii；
（11）透平的等熵膨胀效率：对于1kg同样初温度卜；的燃气来说，为了实现同样的膨胀比，
1 1 1 1 hl
燃气对外输出的实际膨胀功h与等熵膨胀功氐之比。pt -砧-h扌y
（12）温度比：循环的最高温度与最低温度之比。k二"『'Hi
（13 ）回热循环:在简单循环回路中加入回热器，当燃气透平排出的高温燃气流经回热器时，
可以把一部分热能传递给由压气机送来的低温空气。这样，就能降低排气温度4,而使进到
燃烧室燃料量减少，从而提高机组的热效率。
（14）热耗率：当工质完成一个循环时，把外界加给工质的热能q，转化成机械功（或电工）lc,ls或Ie 的百分数。
（15）最佳压缩比
（16）燃烧效率：一个小于1的参数，用来描写燃烧过程中燃料能量的实际利用程度。
（17 ）间冷循环：采用为了减少压气机的耗功量，把气体稍微加压后，就引出来冷却降温，然后再使之增压，从而提高比功的这种分段冷却、逐渐加压方法的燃气轮机热力循环，就叫做间冷循环。
（18）再热循环：为了在T3* 恒定的条件下增大透平的膨胀功，可以使燃气在透平中稍微膨胀降温后，把它抽出来再喷油燃烧，使其温度恢复到T3* ，然后再去膨胀，这样，就可
以增加燃气在透平后几级的的膨胀作功量，从而达到提高机组比功的目的。
2、试证明，简单循环与机组热效率最大值对应的最佳压缩比，必定大于与机组比功达到最大值对应的最佳
压缩比。
3•试说明，当压缩比等于1时，燃气轮机不可能有任何机械功输出，而压缩比很大，达到某个值时，燃气轮机也没有功输出。
答：在燃气轮机理论循环的分析中，如果近似地认为所有过程平均等压比热容相等，并且不考虑压损，这样燃气轮机的比功和内效率的解析式可分别表示为：
F-1 T- 1
寸―瑞Fi；十;厂1）州
Ik = - 口——Hr
由以上两式可见，当压比卜「：计时，比功
和效率都为零。当压比提高时，比功和效率都
提高，但当；提高到到所谓极限压比：「时，压气机耗功等于涡轮膨胀功，比
功和效率又等于零。
4•环境温度的改变对燃气轮机的输出功率有什么影响？原因是什么？
答：随着环境温度的的降低，燃气轮机的比功和热效率增大，同时，空气的密度增大，流经
燃气轮机的空气质量流量增大，因而燃气轮机的输出功率增大。反之，随着环境温度的升高，
燃气轮机的输出功率减少。
5•—台燃用天然气的燃气轮发电机的供电效率为38 %,天然气的低位发热量为38000kJ/Nm 3,试求耗气率（Nm3/kWh）和热耗率（kJ/kWh）。
解：热耗率：-■:-沁h亠y；、. m打,Y*
气耗率：. ■ ■ I : ■I ■ I
6.提高燃气透平的燃气初温对燃气轮机的效率有什么影响？
答：随着燃气初温的提高，燃气轮机的效率不断增大。
7•已知压气机进口空气总温为288K，总压为0.1013Mpa，压比为13.55，等熵效率为0.88, 燃气透平的等熵效率也为0.88,环境的压为0.1013Mpa，温度比4.5,空气的比热容C p =
1.01kJ/ （kg • K） , Y= 1.4，试求燃气透平的出口总温。
口
M ■ n 丁4；= = 12tj6 x (lTss) = 6 1
透平等熵效率:
T ； =Tj - q[(T5 - T£
)= 1296 - O.HH X (1296 - 615) = 697K 8•词语解释: 在压气机级的某一半径 r 的地方，沿半径方向取一个很小在厚度厶 r ，
然后沿圆周方向形成一个与压气机的轴线同心的正圆柱形薄环, 级的一列
动叶栅和一列静叶栅的环形叶栅。这组环形叶栅就是压气机的基元级。 (2) 压气机的级：一列动叶栅与它下游方向的一列静叶栅共同组成压气机的一个级。
(3)
反力度：气流在动叶栅内的静焓增量与滞止焓增量之比，即： = 盒
(4) 冲角：叶栅的几何入口角与进气角之差，即
(5) 基元级的流量：指单位时间内流过叶栅通流截面的气体数量，通常可以用质量流量或 体积流量来表
示。(P53)
(6) 压缩比：是一个表示空气通过压气机的级以后，压力相对升高的参数，通常，它是一
个无因次量，反映压气机级的增压能力。 (P53)
(7) 效率：是一个用来表示压缩过程中能量转换过程完善程度的性能指标。最常见的是等 熵压缩效率。
(P54)
(8)
载荷系数：是一个衡量压气机级外加机械功量的特性系数。 (P54)
(9) 滞后角(落后
角)：叶栅的几何出口角与气流流出叶栅时的出气角之差。
(P57) 9简述轴流式压气机的工作过程。
答：空气从进气道进入压气机， 逐级地完成压缩过程， 压力和温度升高，最后从排气道排出。
10如何计算基元级中动叶栅与气流之间的作用力和外加的机械功？
答：叶片对气流的轴向作用力：
工作叶轮加给气流的机械功：» = Wg u ) = LI AW U |或++
11. 简述基元级中能量的转换过程与原因。
答：(1 )外界通过工作叶轮上的动叶栅把一定数量的压缩轴功
"传递给流经动叶栅的空气， 一方面使气流的绝对速度却能增高， 同时让气流的相对速度却能降低，
以促使空气的压力得 以增高一部分。(2)随后，由动叶栅流出的高速气流在扩压静叶中逐渐减速，这样，就可以 使气流绝对速度却能中一部分进一步转化成为空气的压力势能，使气体的压力进一步增高。
解: 燃气初温： 二…」一二基沐二m
透平理论出口总温: 透平出口总温: (1)压气机的基元级: 在这个薄环内包括有压气机
