布雷顿循环|效率,P-V和T-S图|热工作台

通过 | 2019年5月2日

布雷顿循环(或焦耳循环)是一个热力循环上面有一种气体涡轮的工作原理。许多地方都使用燃气轮机发电。布雷顿自行车是以发明它的美国工程师乔治·布雷顿的名字命名的。

下面是布雷顿(或焦耳)循环的P-V图和T-S图。

布雷顿循环P-V图 布雷顿循环T-S图

布雷顿循环由四个过程组成

过程1 - 2

它是等熵压缩过程。这里由于压缩,气体的温度略有升高。由于这是一个压缩过程,气体体积减小。

过程2 - 3

这是等压加热过程。由于热量的增加,体积略有增加。由于这是一个加热过程,气体的温度升高。

过程3 - 4

它是等熵膨胀过程。由于膨胀,这里的温度略有下降。由于这是一个膨胀过程,气体体积增加。

流程4 - 1

这是等压排热过程。由于排热,体积略有减小。由于这是一个热排出过程,气体的温度降低。

下面的表格显示了燃气轮机的热与功的相互作用,以及变化内部能量

过程 内能变化 工作交流 热相互作用
过程1 - 2 CV(T2- t1) (h2- h1) 0
过程2 - 3 CV(T3.- t2) 0 (h3.- h2)
过程3 - 4 CV(T4- t3.) (h3.- h4) 0
流程4 - 1 CV(T1- t4) 0 (h4- h1)

注意:热相互作用负值表示系统排出的热量,正值表示系统吸收的热量。功相互作用的正值表示系统所做的功,功相互作用的负值表示系统所做的功。

布雷顿循环效率

布雷顿循环的效率是输出功与输入热的比值。

工作输出= (h3.- h2) - (h4- h1)]

热输入= (h3.- h2)

效率=功输出/热输入

把输入的热量和输出的功放到上面的公式里,我们得到

η = 1 - [(h4- h1) / (h3.- h2)]

η = 1 - [(T4- t1) / (T3.- t2)]

特色图片来源:

CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=835176

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