ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Расширение и сжатие рабочего агента. Разбивка этих процессов на стадии из "Проектирование проточных частей судовых турбин " В качестве эталона, определяющего совершенство цикла изменений состояния рабочего агента в тепловой схеме энергетической установки, удобно применять обобщенный цикл Карно, состоящий из двух изотерм и двух изобар. Значение температуры °К изотермы внешнего теплообмена с горячим источником определяется современным состоянием энергетического машиностроения, допускающим работу изотермической машины расширения при указанной температуре Т . Что касается температуры °К изотермы внешнего теплообмена с холодным источником, то она определяется существующими природными условиями. [c.8] Таким образом, выбранный эталон качества цикла имеет стабильные (в смысле изменяемости реальных циклов) граничные температуры, зависящие только от современного развития техники и от природных условий. Этот эталон можно с успехом применить к любым реальным циклам энергетических установок, работающи при любом рабочем агенте. [c.8] Обобщенный цикл Карно осуществляется еще и двумя изо барными процессами. Чтобы к. п. д. обобщенного цикла был-таким же, как к. п. д. цикла Карно, состоящего из двух изотерм и двух адиабат, необходимо, чтобы при течении изобарных процессов происходил идеальный внутренний теплообмен, т. е. чтобы количество тепла, освобождающееся из цикла при течении изобарного процесса низкого давления, незамедлительно и полностью (без потерь) передавалось рабочему агенту, совершающему изобарный процесс высокого давления. Такая идеальная регенерация тепла в цикле является столь же необходимой, органической особенностью идеального цикла, как и процессы расширения и сжатия, идущие по изотермам. Всякое пренебрежение указанными регенеративными изобарными процессами повлечет значительное снижение к. п. д. цикла. Газотурбостроение, даже современное, заслуживает особого упрека в таком пренебрежении. [c.8] Указанные обстоятельства приводят, однако, и к некоторым положительным результатам. Адиабатные машины хорошо освоены, и отсутствие у них в процессах расширения и сжатия внешнего теплообмена значительно упрощает их конструкции по сравнению с изотермическими машинами. Кроме того, применение адиабатных машин позволяет частично или совершенно избавиться от внутреннего регенеративного теплообмена, осуществление которого приводит к весьма громоздким, тяжелым и трудным в эксплуатации устройствам, плохо поддающимся совершенствованию. [c.9] Все же стремление улучшить экономические показатели реального цикла энергетических установок не позволяет безоговорочно согласиться с непрерывными адиабатными процессами расширения и сжатия в цикле. При некотором промежуточном давлении такие процессы можно прервать и при постоянном давлении сообщить рабочий агент с горячим (в процессе расширения) источником тепла, повысив изобарически его температуру до температуры источника. Затем можно продолжить процесс адиабатного расширения до некоторого другого, более низкого давления, снова прервать процесс, снова сообщить рабочий агент с горячим источником и опять нагреть его изобарически до температуры последнего, повторив подобного рода операции несколько раз. [c.9] Производя указанное чередование адиабатных и изобарных процессов, можно сколь угодно близко подойти в средней температуре изобарных процессов нагрева рабочего агента к изотерме горячего источника, т. е. приблизиться к изотермическому процессу расширения в обобщенном цикле Карно. Такой результат неизбежно приведет к разбивке суммарного адиабатного процесса расширения на стадии, которые будут отделяться одна от другой промежуточными процессами изобарного нагрева. [c.9] Здесь указаны лишь основные причины, требующие разбивки на стадии суммарных процессов расширения и сжатия в цикле. Таких причин может быть и больше. В зависимости от конструктивных форм самого турбоагрегата могут потребоваться внутренние протоки рабочего агента, в которых процессы расширения и сжатия не будут сопровождаться передачей на сторону кинетической (механической) энергии потока. Этими протоками процессы тоже разделятся на стадии. [c.10] При устройстве регенеративных систем внутреннего теплообмена может понадобиться произвести отбор части текущего рабочего агента при параметрах, определенных расчетами внутреннего теплообмена. Места отборов разобьют поток на части, в которых будет меняться массовый расход рабочего агента. Каждая такая часть со своим массовым расходом тоже должна рассматриваться как особая стадия суммарного процесса расширения. Могут быть и другие причины, благодаря которым общий процесс расширения рабочего агента можно рассматривать как происходящий по стадиям. [c.10] Очень важно, чтобы при проектировании проточной части турбоагрегата число отдельных стадий, на которые приходится разбивать процесс, было возможно меньшим, так как всякие внешние воздействия на текущий рабочий агент обязательно приводят к энергетическим потерям, снижающим внутренний к. п. д. турбоагрегата. Следует поэтому сводить весь комплекс внешних воздействий, возмущающих непрерывный ход процессов расширения и сжатия рабочего агента, к возможно меньшему количеству точек приложения, т. е. разбивать процесс на возможно меньшее количество последовательных стадий. Используя диаграмму изображения процесса, надо стараться распределить разные внешние воздействия по точкам, отделяющим друг от друга стадии процессов, сводя количество таких стадий до минимума. [c.10] Как видно из вышеизложенного, при выборе реального цикла установки нельзя оставлять без внимания влияние такого выбора на конструктивные формы проточной части турбоагрегата. Разрабатывая тепловую схему цикла, приходится все время рассчитывать и элементы проточных частей агрегатов, в которых осуществляются соответствующие стадии расширения и сжатия. Только сведя к возможному минимуму количество таких стадий и установив принципиальную последовательность отсеков проточной части, можно считать выбранный цикл приемлемым. [c.10] Вернуться к основной статье