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1、按照让压缩空气直接在假想的一个空气透平中做功，直接膨胀到环境压力，即一个大气压计 算的。实际上这个计算方法不合适，压缩空气，尤其是高压力的压缩空气，完全可以释放出 比这更多的能量一一能够多接近一倍。首先，我给出热力学上的绝热膨胀功计算公式：每公斤气体的膨胀功W=T3*Cp*i*1-1/（em）式中，T3为膨胀前的温度（开氏温度），Cp为膨胀初、终温度之间气体的平均定压比热，常温空气为1.05左右（零下30度到零上 200度左右，为1.005，温度超过200度则温度越高比热越大。但零下40度则为1.05，再 以下我没有数据），i为等熵效率，高效率涡轮，比如先进燃气轮机的大型多级轴流式涡轮，等熵效
2、率能够超过 90%,甚至达到93%以上。但小型涡轮等熵效率较低，空气流量千克/秒数量级的轴流式涡 轮，等熵效率氦比不上柴油机增压器的涡轮一一向心式涡轮，其等熵效率只有70-80% ；内 燃机常用的曲柄连杆机构，传动效率也大约是85%；这里按照85%计算吧。e为膨胀比，m为（k-1）/k,其中k为工质比热比，就是定压比热与定容比热的比值。对于常 温空气，k=1.4。以计算7大气压压缩空气膨胀做功为例，假设外界环境温度为1标准大气压、15度（这是 核定发动机技术指标的国际标准大气条件），则W=288*1.05*0.85*1-1/7人0.286=109.7 千焦/千克。按照此计算方法，压缩压力为30
3、0公斤左右（30MPa）的气体膨胀时，每公斤空气膨胀功为：W=288*1.05*0.85*1-1/300A0.286=206.7 千焦 / 千克但是，换个思路。300公斤的压缩空气，不一次性膨胀，而是先膨胀一定的膨胀比，此时由 于对外做功，气体的温度下降。然后利用热交换器将其加热，再膨胀仍以300公斤的压缩空气计算，将其膨胀分成3次进行，每次膨胀比均为6.7,并且前二次 膨胀后均将其排气升温到室温（仍取为15度），则总膨胀功为：W=3*288*1.05*0.85*1-1/6.7A0.286=3*107.8=323.5千焦 / 千克与直接膨胀的膨胀功206.7千焦/千克相比，增加了 56.5%如
4、果分成4次膨胀，每次膨胀比4.16计算，总膨胀功为344.3千焦/千克，与直接膨胀的膨 胀功206.7千焦/千克相比增加了 66.6%.当然，有一些因素使得多次膨胀的实际收益率有所降低，这些因素包括：膨胀后气体从环境吸热，由于换热器必然存在换热端差，因此实际上涡轮排气不可能升高到 环境温度，肯定低一点；（不要提用火焰加热，那违背了压缩空气环保的初衷）每次膨胀后，气流要经过管道、换热器，而二者必然存在流动损失，使总膨胀比有所降低； 由于膨胀是间断进行的,因此上一级涡轮出口的其流动能有所损失，而在多级轴流式涡轮中， 这部分动能是不损失的。另外，在结构上，每增加一次膨胀，就需要增加一套管道和热交换器，装置的体积、重量都 大幅增加。
