燃气热力性质计算研究_艾松
气动热力综合
气动热力综合
气动热力综合是一门涵盖气体动力学、热力学及流体力学等领域的综合学科。
它研究的是在不同温度、压力、速度和流量等条件下气体流动的性质、规律及应用。
气动热力综合在工程领域中有着广泛的应用，例如，在航空航天、汽车、化工、能源等领域中，都需要运用到气动热力综合的知识。
在气动热力综合中，流动的基础方程是欧拉方程和纳维-斯托克斯方程。
通过对这些方程的研究及应用，可以对气体流动状态进行分析和预测。
同时，在气动热力综合中，还需要考虑到热传递和物质传输等因素，以综合分析和解决实际问题。
气动热力综合的发展对于现代工业和科技的进步有着重要的推动作用，也为我们在日常生活中的便利和舒适提供了保障。
- 1 -。
燃气轮机燃气热力性质计算软件的开发
１ ｍｏｌ燃料 完 全燃 烧 所 需 的最 小 空气 量 称 为 理 论 空气 量 ，其 燃 烧 产 物 称 为 理 论 燃 气 。 燃 烧 过 程 中 ，与理论 空气 量 的 空气 进 行燃 烧 实 际 所用 的燃 料 量与 生成 理 论 燃 气 所 用 燃 料 量 的 比值 称 为 燃 料 系 数 ／３。燃气 轮机 过量 空气 系数 Ｏｔ是 指实 际空 气量 与 理论 空气 量 的 比值 。
摘 要 ：根据燃 料与空气燃烧 的通用 化学反应方程式 ，对 燃气热力性质 （燃料系数 、比焓 、定压 比热 容、绝热 指数等 ）、空气 热力
性 质 、理论燃 气热力性质建 立了计算模型 ，采用 可视化面 向对象 的编程语 言 Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ实 现其 软件 开发 。该 软件能计算不同
系数的 ｃ—Ｈ—Ｏ—Ｎ—Ｓ燃料与空气完全燃烧 生成的燃气 的热力性 质 ，具有便捷 、易用、通用性好 的特 点。
第 ３８卷 第 １期 ２０１６年 ２月
黑 龙 江 电 力 Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ
Ｖｏ１．３８ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．２０ｌ６
燃 气 轮 机 燃 气 热 力 性 质 计 算 软 件 的开 发
黎 师祺 ，韩鹏飞 ，万 祥 ，胡海航
（１．武汉 大学 动力与机械 学院，武汉 ４３００７２１；２．华 电浙江龙游有 限公 司 ，浙江 龙 游 ３２４４００）
ｔｈｅｒｍ ｏｄｙｎａｍｉｃ ｐｒ ｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｉｄｅａｌ ｇａｓ．Ｔｈｅ ｖｉｓｕａ ｌ ａ ｎｄ ｏｂｊｅｃｔ—ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｐｒ ｏｇｒａｍ ｌａ ｎｇｕａｇｅ Ｖｉｓｕａ ｌ Ｂａ ｓｉｃ ｗａｓ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ，
《东方汽轮机》2010年索引
徐小波 韦 治
空气含量 和水侧 污垢对凝 汽器传 热系数影 响的数值分析
金 属 表 面 流动 液 膜 厚度 的 电导 法测 量 技 术研 究
王 文 武
全息 动平衡技术在 汽轮发 电机组轴 系动平衡 中的应用 浅 析水平轴风力机 叶片设计 叶尖速 比的选择 多 晶硅生长过程 中氧化夹层形成机理 的热力 学研究 东方 空冷６０ Ｗ两排汽汽轮机 的设计 ０Ｍ 某 国产３０ Ｗ汽轮机经济 Ｉ分析及优化改进 ０Ｍ 生 东方 Ｉ０Ｍ Ｏ０ Ｗ超超临界汽轮机冷却系统的设计
风 云 仙
３ ４
３５ ３６ ３ ７
层合板复合材料性能的测 试与数据处理
低 温 多效 海 水 淡化 Ｔ 程材 料 的选 用
翟保利
曹军 瑞
３ ９ ４４ ４ ２
轴承 巴氏合 金磨损试 验的优化设计 液态金属冷却 法制备工业燃气 轮机 涡轮叶片的研究进 展 燃气 轮机热 端部件用材
制 造 技 术
黄 菊
王 天剑
４ ６
５ ２
３８
巩 秀芳
Ｔ炉精 炼 Ｔ 艺技 术研 究 Ｊ ｆ
田明石 王 庆
５ ０
６ ０ Ｗ汽轮机 阀门上端盖淬火裂纹原 因分析及预 防措施 ０Ｍ
４ ４ ４ ４ ４ ４ ４ 东汽工具管理信息化系统研究与开发 ４
５ ４
电厂 运 行
４７ ４８
房贵明
张登 才
５７
６５ ６８
刘 祥
３０ ０ ＭＷ机 组 滑参 数 停 机 的探 索 某联 合 循 环 机组 找 中 不 当 引 发 的振 动 分 析 张 学 军 Fra bibliotek５ ９
卢 中俊
６Ｉ ５ ２
燃气热力性质计算研究
计 算 中 ，必 须 计 算燃 气 的温 度 和 焓 等 热 力参 数 。
燃 气 作 为燃 气 轮机 工质 ，不 同于 水 蒸 汽 作 为 蒸汽 轮 机 的 工 质 ，在 不 同 的环 境 条 件 、 不 同 的燃 料 成
不同的厂家之 间都存在差异 。随着技术的进 步，
测 量 手段 和 测 量 精 度 不 断 提 高 ，燃 气 中 各 种 单质
２ １ 年第２ ０ ０ 期
ＤＯＮＧＦ ＡＮＧ ＴＵＲＢＩ ｌ ＮＥ
豪 芘 言 扮按 １３ ７
艾
松
赵 世全
（ 东方汽轮机有 限公司，Ｉ １ ￣ １ 阳，６ ８ ０ １ １德 １０ ０）
摘 要 ：通过详细对比目前国内普遍采用的燃气轮机工质燃气热力性质计算方法与基础数据，分析现有计算方法与基础
分 以及 燃 气 轮机 通 流 中 的不 同位 置 条件 下 ，燃 气
的成分都要发生变化 。燃气的 比热随温度变化 ，
而 且 与 燃 气 的组 成 成 分 有 关 ，将 比热视 为常 数 的
成分的热力特性试验数据 的准确性和测量范围也
在不断提 高、扩大 。因此 ，可 以建立一套更为先
（ ｏ ｇａｇＴ ｒｉｅＣ ．Ｌｄ Ｄｅａ ｇＳｃｕｎ ｉ ａ １０ ０ ｈ
Ａｂ ｔａ ｔ Ａ ｅ ｓ ｔ ｆ ａ ｃ ｌ ｔ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ａ ｄ ｂ ｓ ａａ ｉ ｈ ｓ ｎ ａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｄ ｂ ｅ ａ ｌ ｏ ａ ｉｏ ｆｍｅｈ ｄ ｎ ａ ｅ ｄ ｔ ｓ ｒ ｃ ： ｎ ｗ ｅ ｌｕ ａｉ ｔ ｏ ｎ ａ ｅ ｄ ｔ ｃ ｏ ｅ ｎ ｏ ｆ ｍｅ ｙ ｄ ｔ ｉ ｃ ｍｐ ｒ ｎ ｏ ｔ ｏ ｓａ ｄ ｂ ｓ ａ ａ ｏ ｃ ｏ Ｓ ｉ ｓ
ｍｅ ｏ ｓａ ｄ ｂ ｓ ａａ ｗｈ ｃ ｒ ｏ ｃ ｍｍ ｏ ｌ ． ｓ ｄ ｄ ｍｅ ｔ ． ｈ ｅ ｂ ｓ ａ ａ ｃ ｎ ｉ ｓｏ １ｋ ｎ ｓｏ ｉ ｏ ｏ ｅ ｔ ｏ ｈ ｔ ｄ ｎ ａ ｅ ｄ ｔ ， ｉ ｈ ａ ｅ ｎ ｗ ｏ ｎ ｙ ｕ ｅ ｏ ｓｉ Ｔ ｅ ｎ ｗ ａ ｅ ｄ ｔ ｏ ｓｓ ｆ １ ｉ ｄ ｆｍａ ｎ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ｆ ｃ ｔ ｌ ａ ｎ ｏ ｅ ｓｔ ｆ ｅｇ ｓａ ｄ ｃ ｖ ｒ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｏ ２ ０ ｔ ２ ０ Ｔ ｅｃ ｌｕ ａｉ ｎ ｒ ｓ ｌ ｂ ｅｍｅ ｏ ａ ｏ ｄ ａ ｃ ｒ ｃ ｏ ａ ｅ ｓ ａａ ｕ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｆ ｍ ０ Ｋ ３ ０ Ｋ． ｈ ａ ｃ ｌｔｏ ｅ ｕ ｔ ｙｔ ｔ ｄ ｈ ｓｇ ｏ ｃ ｕ ａ ｙｃ ｍｐ ｒ ｄ ｔ ｔ ｔ ｔ ｒ ｏ ｈ ｈ ｏｅ ｄ ｒ ｍ Ｓ ｗｅ ． ｔ ｒ ｒｉ ｅ ｓｅ ｏ ｇ ｍｅ ｔｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｓ ． ｄ ａｗｈ ｌ ｅ ｏ ｅ ｆ ａｃ ｌｔ ｆ ｏ ｅ ｔ ｓｏ ｅｇ ｓ ｆｏ ＮＩ Ｔ ｂ Ｉｓｅ ｏ ｓｌ ｓ ｎ ｕ ｈ ｔ ｅ ｎ ｉ ｅ ｒ ｇ ｕ ｅ Ａｎ ｏ ｅ ｓ ｔ ｆｃ ｄ ｒｃ ｌｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｐ ｒ ｅ ｆ ｕ ａ ｏ ｎ ｏ ｏ ｏ ｐ ｉ ｌ ｆ
生物质燃气化过程的热力学研究
生物质燃气化过程的热力学研究生物质资源是目前可再生能源的主要来源之一，其以生物质燃烧发电为例，具有成本低、可再生、经济实用、能源安全等优势。
而生物质燃气化技术是生物质能够高效利用的重要方式，其对于缓解能源危机和环境污染有着重要的贡献。
生物质燃气化过程是一种非常复杂的热化学反应过程，涉及到物质和能量的相互转化，需要对燃烧、气化和水蒸气重整等多种反应进行深入研究和分析。
通过对于生物质燃气化过程的热力学研究，可以更好地理解其发生机理，为优化生物质燃气化过程提供科学依据。
首先，生物质燃气化过程的热力学研究需要关注燃烧过程中能量和热量的转化规律。
生物质燃烧过程是一种放热反应，需要消耗氧气等气体介质，同时产生热能和废气等产物。
通过对热力学参数的测量和计算，可以对生物质燃烧过程的热效率、热量损失、烟气组成等进行分析，为燃气化过程的控制和优化提供依据。
其次，生物质燃气化过程的热力学研究还需要关注气化反应中各种产物的生成和转化规律。
生物质在燃气化过程中会产生大量的气体产品，如氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等。
这些气体产物与反应温度、压力等参数密切相关，需要通过实验和计算来分析各种气体产物的生成机理和转化规律，为提高燃气化产物质量和稳定性提供支撑。
最后，生物质燃气化过程的热力学研究还需要探讨水蒸气重整反应过程中的热力学参数和能量变换规律。
水蒸气重整反应是生物质燃气化过程的关键环节之一，其负责将一氧化碳和水蒸气转化为氢气和二氧化碳等气体产物。
通过对水蒸气重整反应过程的研究，可以了解其反应动力学特征、热力学参数变化等，为改善燃气化反应过程中的氢气产率和气体产物质量提供支持。
总之，通过对生物质燃气化过程中的热力学参数和反应机理进行深入研究和探讨，可以更好地理解生物质燃气化过程的发生规律，并为优化其过程和提高燃气化反应的效率和质量提供科学依据。
这不仅有助于推动生物质燃气化技术的发展，也为生物质能源的可持续利用和环境保护做出了积极的贡献。
实际气体的热力学性质与过程资料
故得：
dh
cpdT
v
T
v T
p
dp
（12）
中南大学能源科学与工程学院
T
T2
2 由于 cp ,都h 是状态参
数，与积分路径无
T1
1
关，选择积分路径
如图。
p1
p2 p
①恒温（T ）T1 下由 到p1 p积分；0
②定压下（ p ）0下由 到T1 积分T2；
③恒温下（ T )T从2 p积分0到。 p2
③恒温下（v )从
T T2
pv积分0到
T1 T2
v2
中南大学能源科学与工程学院
由此得：
u2
u1
v
[T
v1
( p T
)
v
p]dv T
T1
T2 T1
cv dT
v
v2
[T
v
p T
v
p]dv T T2
（10）
若已知理想气体比热容 随cv温度变化的关系有
压力为显函数的状态方程 P,就 可f v求,T得 内能的
间的关系，来表示不可测参数间的关系。
中南大学能源科学与工程学院
3. 进行热力偏导数的变换时，常利用下面的关系式：
如果
f x, y, z 0
因
dx
x y
z
dy
x z
y
dz
(a)
dy y dz y dx
(b)
z x x z
将式(b)代入(a)，于是有
1
x y
z
y x
z
在高压低温系统中，实际气体的 和 f 有时p 相差几倍。
中南大学能源科学与工程学院
燃气燃烧过程效率的热力学分析
燃气燃烧过程效率的热力学分析燃气燃烧是一种在家庭、工业和医疗领域中广泛应用的能源转换过程。
它是一种将化学能转换成机械功能、热量或电能的过程。
燃烧过程涉及到大量物质的复杂反应，无论是用于照明空间、加热空气、驱动汽车还是提供电力，都需要严格的控制，以便有效地利用能源。
因此，评估燃烧效率的热力学分析显得尤为重要。
热力学是研究能量变换的定量理论。
它用来研究燃烧过程中可用能源，以及系统性地评估燃烧过程中可释放的能量利用率。
当一种物质完全消耗和燃烧时，其可用热能是指与物质有关的热力学参数。
在一般情况下，每种物质的燃烧过程都有它自己的热力学参数，受不同因素的影响，这些参数也有所不同。
通常情况下，评估燃气效率的热力学分析包括分析燃气产生的热量、热能以及热力学参数。
首先，分析燃气产生的热量，即由燃气的燃烧释放的热量总和；其次，分析燃气的热能及其热力学参数。
热能指的是燃气燃烧过程中，最终可以释放的热量，这些热量可以用来按照计划进行利用。
最后，需要分析燃气燃烧过程中的热力学参数，这些参数包括热容、温度、燃烧反应率以及比热容等。
除了上述参数外，还要评估燃气燃烧过程中燃烧效率。
燃烧效率可以定义为燃烧反应中最终能量和最初能量之比，即反应的能量含量的改变值比例。
燃烧效率的高低取决于室温、空气浓度和其他影响燃烧过程的参数。
为了获得最佳的燃烧效率，最好根据实际应用条件进行优化调节，以达到更高的效率。
燃气燃烧效率的热力学分析主要集中在分析燃气燃烧过程中流体动力学和热力学的参数，以及燃烧本身的效率等。
另外，也需要考虑燃气燃烧过程中的热能、流场运动和化学反应等相关因素。
热力学分析的结果可以用来评估燃烧过程的效率，并有助于预测燃烧过程的性能。
综上所述，燃气燃烧过程效率的热力学分析是一个复杂和完整的系统，它可以提供有关燃烧过程各种参数及其效率的重要信息。
不仅能帮助评估当前燃烧过程的效率，而且可以指导燃气燃烧过程中各个参数的优化调节，从而提高能源利用率。
燃气分布式供能节能率计算标准研究
高 品位 能 到低 品位 能 的梯 级 利 用 以及提 高供 能 利 用效 率 ， 发展 新型 的节 能减 排新 的功能 模式 势在 必 行 。 布式供 能 系统 是典型 的小 型 、 分 临近用 户 、 热 冷
计算方法， 使得用不同计算方法得出的节能率相差
现有 的供 能负荷 变化 范 围将不 断扩 大 ， 能模 式将 供
于分产利用实现了能的综合梯级利用 。 节能效果明
显。 当前分 布式 供能 系统在 国家科 技 发展规 划 中也
是处于很重要的地位 ， 并且各地方政府也都在制定
相 关发 展规 划 ， 括 国家能源 局绿 色 能源县 分 布式 包 供 能计 划 。 目前 ， 上海市 已有十 多个 分 布式供 能 系统 投 入 运行 ， 中不 乏运 行 良好 的例 子 ， 其 是在 节 能 减 其 尤 排方面 均 有 比较 好 的成效 。 由于 分布 式供 能 系统 但
量 及供 电量 相 同的条 件下 ， 节煤 量 的表 达式 为 ： ＡＢ ［ （Ｌ门 ＋ １ ： Ｑｃｎ一 一Ｅ）×ｂ ］ ＋
７ ｄ ’Ｔ ｐｆ ｂ（ ） １ ｄ Ｊ
—
Ｐ ＥＲＨ 啪 （
＝ Ｈｓ ｕ Ｐ
Ｂ
（） ６
＿卜亘 （
。
厦
ｂ
） ×
。ＣＯＦ ’ ｒ ７
与分散 供 电 、 热之 间 目前还没 有统 一 的能 耗 差值 供
随之 改善 。 常规 的单 一功 能模 式— — 冷 、 、 热 电分别
独立生产与供应存在着较多的不足 ； 集中大规模单
一
发电 ， 以实现梯级利用； 难 高品位电制低 品位冷 ；
面向对象的燃气热力性质计算程序设计
下面详细介绍各类的实现U 0@流 体 类 <VWXYWZ@U流 体 类 作 为 其 他 气 体 类 的 基 类 "提 供 了 一 些 基 本 属 性 和 方 法 "比 如 温 度 T压 力 T 流量T焓T比 热 等 所 有 流 体 都 具 有 的 性 质"以 及 根 据 温度来 计算 热力 性 质 的 方 法!因 为 流 体 类 不 需 要 实 例 化 "并 且 为 了 利 用 多 态 性 "把 计 算 热 力 性 质 的 函 数 声 明 为 纯 虚 函 数 "流 体 类 作 为 抽 象 基 类 ! %@各 组 成 气 体 类 <包 括 *+T-$%T$%T1%$T(%T 5$%@U这 些 类 全 部 派 生 自 流 体 类"不 仅 继 承 了 流 体 类 的 属 性 和 方 法 "而 且 添 加 了 自 己 的 属 性 "并 且 具 体 实现了热力性质的计算函数! K@燃气 类<\MP@U燃气 类也 派生自 流体 类"并 且
本 文 以 第 二 种 方 法 为 主 @根 据 面 向 对 象 的 分 析 I 用面 向对象 方法 开 发 燃 气 热 力 性 质 计 算 程 序@考 虑 到我 国各地 空气 含 氧 量 各 异I本 文 所 述 方 法 同 样 适 用于空气中的成分发生变化的情况@
燃 气 是 燃 料 与 空 气 燃 烧 的 产 物I是 多 种 气 体 的
体 热力性质与温 度 的 理 论 关 系 为 指 导"可 以 认 为 用 温度的幂级数多项式来描述气体的热力性质是合理
的 !多 项 式 的 拟 合 系 数 取 自 文 献 RKS!
天然气热力学参数计算新方法
AGA10号报告是以 AGA8 号报告的详细组分状 态方程为基础 ,结合热力学关系式推导出声速 、热力学 参数和临界流系数的计算方法 。与热力学关系式和状 态方程有关的参数都可以作为 AGA10号报告的延伸 而推导出它们的计算公式 。在其适用范围内 , AGA10 号报告是目前最准确的方法 。除天然气流量计量外 , 该报告还可以用于压缩机效率和热交换器计算等天然 气化工领域 。在天然气流量计量领域的应用归纳如 下。
212 计算天然气临界流系数 临界流文丘利喷嘴是一种稳定 、准确的流量标准
装置 ,在天然气应用时 ,临界流系数使用表格插值计 算 ,天然气组成 、温度和压力适用范围小 ,不确定度在 0. 25% ～0. 45%之间 。要求检定和使用时 ,天然气组 成 、温度和压力范围基本相同 ,才能保证 0. 25%左右 的流量不确定度 。当使用 AGA10 号报告计算临界流 系数时 ,其计算不确定度约为 0. 1% ,在保证标准装置 准确度的前提下 ,可扩大天然气组成的使用范围 。
参考文献
1 Johnson R C. Tables of Critical Flow Functions and Thermodynam ic Properties for Methane and Computation Procedures for Both Methane and Natural Gas, NASA Report SP_3074, 1972
该报告用于天然气声速 、焓 、熵 、等压热容 、等容热
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