ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Циклы газотурбинных установок со сгоранием топлива при постоянном давлении из "Термодинамика " Схема установки. Схема газотурбинной установки со сгоранием топлива при постоянном давлении изображена на рис. 17.2. [c.549] Компрессор 1 засасывает, атмосферный воздух, сжимает его и направляет в камеру сгорания 4, в которую через форсунку 3 впрыскивается жидкое топливо топливо подается топливным насосом 2. Часть воздуха в количестве, необходимом для сгорания (с небольшим коэффициентом избытка), подводится непосредственно к форсунке остальная часть его подмешивается к продуктам сгорания для их охлаждения с тем, чтобы снизить температуру лопаток турбины до 600—800° С. [c.549] Газообразные продукты сгорания после расширения в соплах 5 поступают на лопатки 6 газовой турбины 9, сочлененной с электрогенератором 8, а затем выбрасываются в атмосферу через выпускной патрубок 7 давление выпуска при этом равно атмосферному. [c.549] Цикл с адиабатическим сжатием. Теоретический цикл газотурбинной установки со сгоранием топлива при р = onst и адиабатическим сжатием воздуха в компрессоре изображен на рис. 17.3 и 17.4. [c.549] Соответственно этому термический к. п. д. [c.550] Степень повышения давления в случае адиабатического сжатия связана со степенью сжатия е = очевидным соотношением р = е . [c.550] Отношение предельных, т. е. максимальной и минимальной, абсолютных температур Тд Т обозначают через у и называют степенью повышения температуры в цикле. [c.550] Зависимость т] от р для газотурбинного цикла с подводом теплоты при р = onst и с показателем адиабаты k = 1,35 представлена на рис. 17.5. [c.550] Термический к. п. д. четырехпроцессного цикла с одинаковыми теплоемкостями по линии подвода и отвода теплоты определяется одним параметром, тогда как полезная работа в таком цикле согласно сказанному в 16.4 должна определяться двумя дополнительными условиями. Из этого вытекает целесообразность расширения предела температур в цикле, так как при этом эффективный к. п. д. двигателя возрастает, а термический к. п. д. во всяком случае не уменьшается. [c.550] Чтобы убедиться в этом, рассмотрим реальную газотурбинную установку, в которой компрессор и турбина имеют относительные внутренние к. п. д., соответственно равные riS,- т) -, а механический к. п. д. Обозначим далее теоретическую работу сжатия в компрессоре 1 сж через А/к, а теоретическую работу расширения в турбине 1расш через A/j.. [c.550] Действительная полезная работа /а, которая может быть получена в газотурбинной установке, равна разности действительных работ pa uJиpeния и сжатия, т. е. [c.551] Теоретический цикл газотурбинной установки с подводом теплоты при р = onst и теми же предельными температурами Д, что и в действительном цикле, изображается на Т—s-диаграмме (рис. [c.551] Из уравнения (17.4) вытекает ряд важных выводов. [c.551] Если изобразить на Т—5-диаграмме (рис. 17.7) совокупность циклов, имеющих одинаковое значение х = ТУТ , а следовательно, и одинаковые р и г ,, то согласно уравнению (17.4) наибольшим эффективным к. п. д. будет обладать тот цикл, у которого отношение Т Тг = г/, а соответственно и УрасшИ сж максимальное, т. е. наиболее широкий цикл 123 4 1. Следовательно, циклы с равными термическими к. п. д. имеют тем больший эффективный к. п. д., чем выше максимальная температура цикла, или, что в данных условиях то же самое, чем больще работа расширения по сравнению с работой сжатия. [c.551] С другой стороны, из уравнения (17.5) следует, что при заданном значении у = тутсуществует такая величина степени повышения давления р, при которой эффективный к. п. д. цикла имеет максимальное значение. [c.551] Максимум T]j может быть определен аналитически из условия dv[Jdx) = О, причем производная от по х при у = onst берется при постоянных адиабатических к. п. д. компрессора и турбины. [c.552] Таким образом, из совокупности циклов с одинаковым отношением TJT , изображенных на рис. 17.8, всегда можно выделить такой цикл, который при заданных и т] будет обеспечивать максимальное значение эффективного к. п. д. установки. [c.552] На рис. 17.9 приведен график зависимости т е газотурбинной установки от отношения температур TJT , построенный для = 300 К, Т. = 900 К. [c.552] Снижение с ростом х при больших значениях последнего обусловлено увеличением потерь из-за необратимости процессов сжатия и расширения (которые, как это ясно, тем больше, чем больше разность температур —T j). [c.552] Отсюда следует, что для практического осуществления газотурбинной установки необходимо иметь компрессор и газовую турбину с весьма высокими к. п. д. Адиабатический (относительный внутренний) к. п. д. газовых турбин составляет примерно 0,85—0,90 таким же или незначительно меньшим к. п. д. должен обладать и компрессор. В настоящее время адиабатический к. п. д. турбокомпрессоров достигает значений 0,8—0,85, что достаточно для указанных целей. Тем не менее дальнейшее улучшение компрессоров является актуальной задачей, так как даже незначительное увеличение Ttui позволит повысить эффективный к. п. д. газотурбинной установки в целом. [c.552] Вернуться к основной статье