9E燃机培训讲义之第一讲 2003.10
出它的气体常数R,R=R/U.氧气的气体常数R即为8314.3/32=259.82J/kg·K
第三节 功和热量 在热力学中常把分析的对象从周围物体中分割出来，研究它通过分界面和周围物体之间热能和机械能的传递，这种分割出来作为热力学分析对象的就称为热力学系统，而其周围物体统称为外界。系统与其外界的分界面叫做边界。这边界可以是实际存在的，如固体壁面；也可以是假想的，如某一设备的进口面和出口面。
如果一个热力学系统处于平衡状态，那么它只有在外界的作用下才能发生变化，外界作用的结果，系统状态发生变化，这种变化过程称为热力过程。在该过程中将伴随着能量的传递，热力系统与外界传递能量的形式有两种——功和热量。下面我们分别研究功和热量的概念。 一、功
在力学中，功被定义为力与沿力的作用方向所产生位移的乘积。在热力学中，按照热力系统和外界间相互作用的关系，作如下定义:当热力系统和外界间存在压力差时，系统通过边界和外界之间相互传递的能量，在热力学申通常规定:热力系统对外界所作功为正值，外界对热力系统作的功为负值。
应该强调，如定义所指出的，功是系统传递中的能量，这个功一旦越过系统的边界，它就“消失”。而成为系统或外界具有的一部分能量。因此我们不能说在某状态下系统或外界有多少功，即功不是一个热力状态参数。只有当系统状态发生变化的时候，才有功的传递，所以我们说功与过程性质有关，为过程量。 功用w和dw表示,dw表示微元过程中气体对外界所作的微量的功。 在我国的法定计量单位中，功的单位为焦耳(J)，1焦耳的功相当于1牛顿
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力作用下产生1米位移时完成的功量，即 lJ=lN*1m
单位时间内完成的功称为功率，单位为瓦特(W)或千瓦(kW) lW=lJ/S lkW=lkJ/s 二、热量
热量是一个重宽要的概念，在热力学中有它严格的定义:当热力系统与外界之间存在温差时，系统通过边界与外界之间相互传递的非功形式的能量。 这里要注意\非功形式\这四个字。功和热量是热力系统与外界之间能量传递的两种基本形式，功是由压差的作用而产生的能量，热量则是由温差的作用而传递的能量。它们都表示能量在传递过程中的一种量度。
由于热量是传递中的能量，一旦超过系统的边界，热量的形式就消失而变成系统或外界具有的一部分能量，因此，无论对于系统还是对于外界都不能说它们含有多少热量。与功一样，热量不是状态参数，而是过程量。在热力学中我们用符号Q代表热量，对于徽无过程中传递的徽小
热量，则用dQ表示，通常规定:当热力系统吸热时，热量取正号，放热时取负号。 热量的单位习惯上用大卡（kcal），它是一千克纯水温度升高1℃所需要的热量，由于热和功都是能量的传递形式，它们可以互相转换，因此没有必要周不同的单位表示它们，在我国的法定计量单位中，热量的单位与功的单位同微焦耳（J）或千焦耳（KJ）。它们与大卡有以下的换算关系: 1kcal=4.1868kJ
在工程上，热量的计算是引用比热这个概念来进行的，单位质量的物体温度
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升高1℃所需要的热量叫比热，用符号C表示;它的单位焦耳/千克·度(J/kg*K)或千焦耳/千克·度(kJ/kg*K)。
试验表明:工质的比热通常不是一个恒定的常数，它与工质的性质、热最交换的具体过程及工质温度的变化范围有关。如下图过程所示：
例如，对如图2－2中两个容器分别加热，图甲是一个带有活塞的容器，装有1
千克温度t1的空气，占有容积V1，活塞上放有重块，活塞与汽缸之间的摩擦力忽略不计。这样，工质受热膨胀举起活塞和重物时，活塞、重物的重量与气体压力保持平衡，由于活塞和重物的重量量恒定不变，所以工质压力也不变，始终保持为一个常数，这样一个过程称为定压过程。过程终了，工质容积变为V2，温度升高到t2。
图中乙是一个封闭容器，其容积不变，也装1千克空气，受热时，温度由
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t1升高到t2，显然这时工质的压力也升高了，这样一个加热过程是容积恒定不变的过程，称为定容过程。
两种情况下，工质底种类相同，质量相同，温度变化范围也相同，但它们吸收的热量不同，加热给甲容器中工质的热量中，除了使工质温升外，还要举起重物，因此可以肯定的说，外界传给甲容器中工质的热量大于加给乙容器中工质的热量。
定压过程中的比热及定压比热，用CP表示，定容过程中工质的比热，用CV表示。通过上述说明可以知道CP＞CV，而定压比热与定容比热的比值
k=CP/CV (2-12) 称为比热比。
工质的比热不仅与过程有关，而且还与工质变化的范围有关。在工程上为了简化计算，通常取0℃作为一个基准点，找出工质从0℃加热到不同温度时的平均比热，并做成表格备查。这样，对于m千克的工质，其温度由t1变化到t2，其吸收或放出的热量就是：
Q=m(C)t1*( t2- t1) = m(C)0* t2- m(C)0* t1 (2-13) 上式中(C)t1、(C)0、(C)0分别为温度t1到t2、0℃到t1及0℃到t2范围内工质的平均比热。如果t2＞t1，则外界对工质加热，所得Q为正值，如果t1＞t2，则工质对外界放热，所得Q为负值，因此，热量得正负表明了热量得传递方向。
第三章 燃气轮机热力循环
t2
t2
t1t2
t1
t2
第一节 燃气轮机热力循环的主要技术指标
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衡量一台燃气轮机设计好坏的技术指标是很多的，例如机组的效率、尺寸、寿命、制造和运行费用，启动和携带负荷的速度等，这里我们主要从热力循环的角度，着重讨论机组的效率、比功、有用功系数、压比和温比等参数。 一、热效率
热效率的含义是:当工质完成一循环时，把外界加给工质的热量q(或Q)转化成为机械功的百分数。根据机械功是在什么地方测得的，我们有以下三种效率的定义。
(l)循环效率：
式中 q1——相对于1千克空气来说加给机组的热量，千焦耳/千克
wT———相对于1千克空气来说的透平的膨胀轴功，千焦耳/千克 wc——相对于1千克空气来说的压气机的压缩轴功，千焦耳/千克 wi——相对于1千克空气来说的循环净功，千焦耳/千克
HW——— 燃料得发热量，千焦耳/千克
F——燃料流量与空气流量之比，及燃料空气比
(2)装置效率
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