ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Циклы газотурбинных установок со сгоранием топлива при постоянном давлении из "Техническая термодинамика " Схема простейшей газотурбинной установки со сгоранием топлива при постоянном давлении изображена на рис. 12-1. [c.390] В соплах турбины на приращение кинетической энергии потока газа, которая преобразуется далее на лопатках турбины в полезную работу, расходуется, как мы уже знаем из гл. 2 и 7, с одной стороны, внутренняя энергия расширяющегося газа, а с другой стороны, работа проталкивания его, равная разности значений р, v ъ начале и конце процесса расширения. Поэтому полезная работа 1 кг газа, совершаемая в турбине при адиабатическом процессе, будет равна разности энтальпий газа перед ту1)биной и после нее. Эта работа за вычетом работы, затрачиваемой на собственные нужды при осуществлении цикла, воспринимается потребителем энергии 8. [c.391] Как и в случае поршневых двигателей, при анализе термодинамического цикла газотурбинной установки делаются следующие допущения а) предполагается, что сжатие рабочего вещества в компрессоре и его расширение в турбине происходят ибрятимо (обычно сжатие считают либо адиабатическим, либо изотермическим) б) процесс сгорания топлива заменяется обратимым изобарическим процессом подвода тепла к неизменному рабочему телу в) условно предполагается, что отработавшее рабочее веществе не выбрасывается в атмосферу, а приводится к первоначальному состоянию путем изобарического охлаждения. [c.391] Теоретический цикл газотурбинной установки со сгоранием топлива при 0 = onst и адиабатическим сжатием воздуха в компрессоре изображен на рис. 12-2 и 12-3. [c.391] Отношение p2 Pi, называемое степенью повышения давления компрессоре, обозначают через Р. [c.392] Степень повышения давления связана со степенью сжатия е = = У /Уг в случае адиабатического сжатия очевидным соотношением р = е . [c.392] Отношение предельных, т. е. максимальной я минимальной, абсолютных температур T -.Ti обозначают через у, величину у можно на--звать степенью повышения температуры в цикле. [c.392] Этой же величине будет равно и отношение средней температуры отвода тепла к средней температуре подвода тепла, и поэтому термический к. п. д. цикла будет являться функцией только р. [c.393] Зависимость т)г от р для газотурбинного цикла с подводом тепла при p = onst и с показателем адиабаты А=1,35 представлена на рис. 12-4. [c.393] Как мы убедились, термический к. п. д. четырехпроцессного цикла с одинаковыми теплоемкостями по линии подвода и отвода тепла определяется всего одним параметром, тогда как полезная работа (см. гл. 9) в таком цикле должна олределяться двумя дополнительными условиями. [c.393] Это обстоятельство указывает на целесообразность при осуществлении реальных тепловых двигателей расширять пределы температур в цикле, так как при этом эффективный к. п. д. двигателя возрастает, а термический к. п. д. во всяком случае не уменьшается. [c.393] Действительная полезная работа, которая может быть получена в газотурбинной устан1эвке, 1 равна разности действительных работ расширения и сжатия, . е. [c.393] Теоретический цикл газотурбинной установки с подводом тепла при / = onst и теми же предельными температурами /], tz, что и в действительном цикле, изображается на Т—s диаграмме (рис. 12-5) контуром 12341 действительный цикл имеет контур 12 34 1, где линия 12 представляет собой необратимую адиабату сжатия в компрессоре, а линия 34 — иеобрат1[мую адиабату расширения в турбине. [c.393] Из уравнения (12-5) вытекает ряд важных выводов. [c.394] С другой стороны, из уравнения (12-5) следует, что при заданном значении y = Tz Ti существует такая величина степени повышения давления р, при которой эффективный к. п. д. цикла имеет максимальное значение. Максимум т1й может быть определен аналитически из условия d ddx)y—Q причем производная от по х при y= onst берется при постоянных адиабатических к. п. д. компрессора и турбины. [c.394] Таким образом, из совокупности циклов с одинаковым отношением Т з/Т ь изображенных на рис. 12-7, всегда можно указать такой цикл, который при заданных tikom и Т1турб будет обеспечивать максимальное значение эффективного к. п. д. установки. [c.394] Падение г е с po Toi/i 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 2—Г]). [c.395] Отвод тепла здесь осуществляется только по изотерме 12 , а подвод— по изобарам 2 3 и 4 1. Таким образом, термический к. п. д. цикла, начиная со значения (5, при котором T = Ti уменьшается с ростом р. Значение р, при котором термический к. п. д. максимален, определяется из условия Ti = Ti. [c.397] Так же как и в цикле с адиабатическим сжатием, в цикле с изотермическим сжатием э(зфективный к. п. д. возрастает с увеличением максимальной температ/ры цикла, что и приводит к необходимости применять возможно большие предельные температуры. [c.397] Вернуться к основной статье