Цикл Брайтона

Формулу термического к. п. д, ГТУ, работающей по циклу с подводом теплоты при постоянном давлении (по циклу Брайтона)" находим из уравнения (10.26), подставляя значения D = 1, X = 1 и Е = рС /, а также учитывая, что т = е = С /. [c.149]

В частном случае для идеального газа, имеющего v = 1.4, при Гс = 820°С и отношении давлении 5 1 получаем 7 = 415°С и КПД = = 37 %. Если начальная температура равна 2i° , то для цикла Карно в этом интервале ТЕ мператур получаем КПД = 73%. Это означает, что КПД цикла Брайтона весьма далек от максимально возможного. При этом необходимо еще учесть, что был рассмотрен теоретический цикл, не учитывающий потери давления и теплоты, механические потери в компрессоре турбины и необратимость процессов. [c.77]

Убедитесь, что,для цикла Брайтона справедливо соотношение [c.86]

И), в верхней (газовой) ступени которого используется цикл Брайтона 12341, а в нижней (паровой)— условный цикл треугольной конфигурации 7567, рассматривавшийся в ряде исследований [6 25 [c.19]

Первый сомножитель в этом уравнении — к. п. д. цикла Брайтона, второй сомножитель — комплекс, характеризующий внутренние потери в турбине и компрессоре. [c.22]

Для воздуха рассмотрен цикл Брайтона. [c.80]

На рис. 6-1 показана схема ГТД с подводом теплоты при постоянном давлении. Соответствующий цикл идеального ГТД (цикл Брайтона) в р, V- и Т, s-диаграммах показан на рис. 6-3. [c.102]

Цена условного топлива 17— 18 Цикл Брайтона 102 [c.291]

Рис.2.б. Зависимость к.п.д. цикла Брайтона—Рэнкина от температуры на входе турбины. Условия работы температура окружающей среды [c.53]

Применение газа в газотурбинных энергетических установках (ГТУ) существенно упрощает задачу повышения средней температуры рабочего тела при подводе теплоты в цикле Брайтона. Вместе с тем значительно сложнее снизить температуру газа при отводе теплоты из цикла, которая имеет тенденцию к увеличению. [c.11]

В истории теплоэнергетики можно заметить своеобразное соревнование между паровыми и газовыми установками и их термодинамическими циклами. Отсутствие соответствующих технологий в прошлом не позволяло использовать продукты сгорания в качестве рабочего тела, и водяной пар применялся как промежуточное рабочее тело. Параллельное развитие газовых и паровых циклов, однако, не привело к их антагонизму. Напротив, наметилась тенденция максимально использовать их положительные свойства, создав комбинированную парогазовую установку. В ней теплота выходных газов ГТУ используется почти полностью в нижней паровой части объединенного цикла Брайтона—Ренкина, что значительно повышает экономичность ПГУ [c.11]

Рис. B.4. Простейшая тепловая схема (о) и цикл Брайтона—Ренкина [6) в Г, s-диаграмме ПГУ сбросного типа

Рис. 1.3. Принципиальная тепловая схема (а), термодинамический цикл Брайтона в Г, s-диаграмме (б) и баланс энергии (в) одновальной энергетической ГТУ разомкнутого цикла

Рис. 1.6. Обратимый цикл Брайтона простой ГТУ для идеального газа (а) и зависимость термического КПД цикла Брайтона от степени повышения давления в компрессоре (6)

Изменение параметра Y приведено на рис. 1.7. Как видно из рис. 1.6, б и 1.7, термический КПД цикла Брайтона при адиабатном сжатии воздуха возрастает с увеличением степени повышения давления в компрессоре. [c.28]

Энергетические ГТУ открытого цикла имеют высокую температуру уходящих газов. Наличие большого количества выходных газов (100—700 кг/с) с температурой 500—600 °С является причиной снижения экономичности установки. Возможны тепловые схемы ГТУ с регенерацией теплоты этих газов с использованием теплообменных аппаратов — регенераторов. В них уходящие газы передают часть своей теплоты сжатому в компрессоре цикловому воздуху (см. рис. 1.2, б). Термодинамический цикл Брайтона для такого случая представлен на рис. 1.14. Очевидно, что температуру воздуха за компрессором можно в пределе повысить до температуры уходящих газов ГТ. Такой теоретически предельный режим соответствует степени регенерации теплоты 0=1. Обычно используются технические решения, при которых а = 0,6—0,8 о определяют по формуле [c.36]

Рис. 1.14. Термодинамический цикл Брайтона с регенерацией теплоты

Что определяет изменение термического КПД обратимого цикла Брайтона ГТУ [c.38]

Какое влияние оказывает температурный коэффициент на внутренний КПД реального цикла Брайтона [c.38]

Конструктивная кинематическая схема ГТУ зависит от параметров термодинамического цикла Брайтона, наличия промежуточного охлаждения воздуха, ступенчатого сжигания топлива, применения регенеративного подогрева циклового воздуха и др. На рис. 4.3 приведены варианты таких схем ряда современных энергетических ГТУ. Простое техническое решение (рис. 4.3, а) основано на наличии общего ротора у компрессора и ГТ (см. также рис. 2.1 2.3). Конструкторы таких установок по возможности отказываются от промежуточного подщипника и разделения валов компрессора и ГТ для упрощения конструкции ГТУ. Использование отработанной конструктивной схемы компрессора и обеспечение соответствующих параметров сжимаемого в нем воздуха связаны в определенных случаях с применением силовых агрегатов с высокой частотой вращения (и = 5000—10 ООО об/мин) и установкой редуктора для подключения электрогенератора (рис. 4.3, б). [c.87]

Термодинамический цикл Брайтона ГТУ можно охарактеризовать двумя важнейшими параметрами степенью повышения давления рабочего тела, которая определяет начальное давление газов перед газовой турбиной и начальной температурой этих газов [c.89]

При неизменной начальной температуре газов увеличение степени повышения давления в компрессоре приводит к снижению температуры выходных газов. На рис. 4.7 приведено несколько вариантов термодинамических циклов Брайтона при постоянной начальной температуре газов с различной степенью повышения давления циклы А, В vi С, подтверждающие эту зави-90 [c.90]

Все актуальнее становится использование современных энергетических ГТУ в комбинированных ПГУ, в которых высокая температура выходных газов за ГТ позволяет генерировать пар повышенных параметров. Исследования ведущих энергетических фирм в России и за рубежом показали, что оптимальная степень повышения давления воздуха в комбинированном цикле Брайтона—Ренкина = 14—18 и соответствующее ей начальное давление [c.92]

Простейшая тепловая схема ПГУ представлена на рис. 8.1, а термодинамический цикл Брайтона—Ренкина изображен на рис. 8.2. Выходные газы энергетической ГТУ поступают в КУ, где большая часть их теплоты передается пароводяному рабочему телу. Генерируемый в КУ пар направляется в паротурбинную установку (ПТУ), где вырабатывается дополнительное количество электроэнергии. Отработавший в паровой турбине (ПТ) пар конденсируется в конденсаторе ПТУ, конденсат с помощью насоса подается в КУ. [c.271]

Анализ термодинамического цикла Брайтона—Ренкина позволяет получить выражение для внутреннего КПД ПГУ с КУ [c.273]

Существует характерная степень расширения в вихревой трубе (или относительная доля охлажденного потока) (рис. 4.11), при которой кинетическая энергия вынужденного вихря становится больше исходной. На режимах вращения вынужденного вихря отстает от закона вращения твердого тела — со = onst. Избыточная кинетическая энергия свободного вихря расходуется на трение о стенки (работа внешних поверхностных сил) и на работу внутренних поверхностных сил. При турбулентном течении пульсационное движение непрерывно извлекает энергию из ос-редненного движения. Эта чдсть энергии обеспечивает работу переноса турбулентных молей в поле радиального фадиента статического давления [121, 122]. Если допустить, что под действием турбулентности перемещаются среднестатистические турбулентные моли с массой dm, совершающие элементарные циклы парокомпрессионных холодильных машин, то можно найти работу, затраченную на их реализацию. Объем турбулентного моля и путь его перемещения невелики по сравнению с контрольным объемом П, поэтому изменение температуры при изобарных процессах теплообмена моля с окружающими его частицами незначительно. Это позволяет, не внося существенной погрешности, заменить цикл Брайтона циклом Карно. Тогда работа по охлаждению выделенного контрольного объема П равна сумме элементарных работ турбулентных молей [c.206]

Принципиальная схема простейшей ГТУ разомкнутого цикла с подводом теплоты при р = idem приведена на рис. 10,6. Цикл ГТУ с подводом теплоты при р = idem иногда называют циклом Брайтона. [c.146]

В гл. 4 было показано, что температура на выходе газовой турбины (работающей в цикле Брайтона) довольно высока — от 300 до 400Х. Эту теплоту можно использовать для производства технологического пара высокого давления с вполне приемлемой температурой. Система, позволяющая это сделать, схематически изображена на рис. 8.15. Выхлопные газы дизельных двигателей также имеют достаточно высокую температуру (300—450°С), и эти двигатели можно легко приспособить для получения небольших количеств технологической теплоты. [c.226]

В подобной системе обессеривание угля становится гораздо проще на стадии газифика-цш1, так что продукты сгорания, содержащиеся в выхлопных газах турбины, весьма незначительно загрязняют окружающую среду. Кроме того, использование угля для производства электрического газа содействовало бы экономии запасов нефти и природного газа, а ведь эти виды топлива наиболее часто применяются на электростанциях, работающих в цикле Брайтона. Во-первых, общий КПД комбинированного цикла может быть несколько выше, чем КПД установки с использованием одной лишь паровой турбины. Это объясняется более высокими рабочими температурами, которые используются в газовой турбине по сравнению с паровой турбиной. В результате [c.228]

Определим термический к. п. д. цикла газотурбинной установки со сгоранием при p= onst, иногда называемого циклом Брайтона. Как и раньше, считаем рабочее тело идеальным газом с постоянной теплоемкостью. [c.331]

После рассмотрения принципа работы газотурбинного двигателя изучим его диаграмму. Термодинамический цикл начинается в компрессоре 2, где происходит адиабатическое сжатие воздуха, поступившего из окружающей среды. На гу-диаграмме этот процесс отображается адиабатой АС (рис. 9.4, а). Далее в камере 3 при сгорании происходит подвод теплоты. В двигателях с подводом теплоты Q, при постоянном давлении (цикл Брайтона) это осуществляется по изобаре Z], а в двигателях с подводом теплоты Q, ( при постоянном объеме (цикл Гемфри) — по изохоре Z . Затем в турбине происходят адиабатический процесс расширения газа по линии Z E (или ZiE) и условный изобарический процесс отвода теплоты Q,i — выброс газовой смеси продуктов сгорания (линия ЕА на рис. 9.4, а). [c.112]

Многие тепловые двигатели из числа активно применяемых в наши дни относятся к числу "циклических" в связи с циклическим изменением запаса энергии (например, циклы Отто или Дизеля). Циклы Рэнкина (Rankin, для паровой турбины) и Брайтона (Bryton, для газовой турбины) и их различные варианты характеризуются постоянным тепловым потоком. Циклы Отто, Дизеля и Брайтона суть циклы внутреннего сгорания, при которых топливо сжигается в рабочем потоке, и поэтому наивысшая температура цикла достигается не посредством теплопереноса. Однако она зависит от свойств материала деталей, контактирующих с горячим потоком. В газовой турбине, где используется цикл Брайтона, камера сгорания и детали турбины контактируют с "постоянно горячим" рабочим потоком, тогда как в циклах Отто и Дизеля поток попеременно то горячий, то холодный. Следовательно, в циклах Отто и Дизеля пиковая температура может быть стехиометрической, а газовая турбина может приближаться к стехиометрическим температурам лишь настолько, насколько позволяют свойства использованных в ней материалов. В данной главе внимание сосредоточено на работе газовой турбины. [c.49]

Аналогичные выгоды от применения усоверщенствованного сплава могут быть получены и в случае использования энергоустановок комбинированного цикла Брайтона-Рэнкина. Около 2% стоимости ее турбин приходится на суперсплавы. Изучив последние данные о производстве электроэнергии, находим, что в среднем современная плата за 1 кВт-ч (отражающая стоимость электростанции) 7,5 дол. Разумная цена топлива— 75 дол./кВт-ч. Согласно рис. 2.6 увеличением температуры входа турбины на 56 °С можно увеличить к.п.д. на 2,25 %. При указанных ценах на топливо и энергоустановку рентабельность сохраняется, даже если за счет роста температуры на входе турбины стоимость установки возрастает на 22,5 %. Если бы требовалось только усовер-щенствование материалов горячей зоны, одиннадцатикратное увеличение стоимости ее материалов можно было бы допустить. [c.54]

Рис. В.2. Простейшая тепловая схема (а) и цикл Брайтона—Реикииа в Г, s-диаграмме (6) ПГУ с КУ

Рис. В.З. Простейшан тепловая схема (а) и цикл Брайтона—Ренкина (б) в Г, s-диаграмме ПГУ с КУ и дожиганием топлива (обозначения см. подпись к рис. В.2)

Рис. B.6. Простейшая тепловая схема (а) и цикл Брайтона—Ренкина (б) в Т, s-диаграмме ПГУ с полузависимой схемой

Рис. В.7. Простейшая тепловая схема (а) и цикл Брайтона—Ренкина (6) в Т, 5-диаграмме ПГУ с высокоиапорным парогенератором

Цикл ГТУ со сгоранием топлива при р = onst — термодинамический цикл Брайтона для реального процесса — и тепловая схема энергетической ГТУ были приведены на рис. 1.3. Рассмотрим основные характеристики и показатели этого цикла в идеальных и реальных условиях. [c.27]

Термический КПД обратимого цикла Брайтона для идеального газа (рис. 1.6, а) при Ср = onst определяется соотношениями [c.28]

С момента начала работы первой в мире ГТУ не прекращались попытки оптимизировать ее характеристики с целью увеличить ее эффективность и экономичность. Первые усилия были направлены на карнотизацию термодинамического цикла Брайтона. С этой целью использовались внешнее охлаждение воздуха на стадии его сжатия в компрессоре, регенерация теплоты уходящих газов и подогрев сжатого в компрессоре воздуха перед камерами сгорания, промежуточный перегрев газов при расщирении (рис. 1.17). Все эти мероприятия необходимо комплексно проанализировать и разработать. [c.37]

Увеличение степени повышения давления в цикле Брайтона приводит к по-выщению температур на выходе из компрессора, поэтому его ступени изготавливают из высокопрочных материалов с высоким содержанием хрома, молибдена, ванадия и др. Лопаточный аппарат рассчитан для работы в химически агрессивной среде без дополнительного покрытия. В проекте энергетической ГТУ типа ГТЭ-180, например, рабочие лопатки первых восьми ступеней компрессора выполнены из титана, а диски — из стали марки 26ХНЗМ2ФА (проект АО ЛМЗ, ОАО Авиадвигатель , Пермь, АО ВТИ). [c.47]

В тепловой схеме современных энергетических ГТУ типов GT24 и GT26 (производства фирмы АВВ) используется ступенчатое сжигание топлива в камерах сгорания КС1 и КС2, что позволяет повысить степень приближения цикла Брайтона к циклу Карно (см. рис. 4.3, д). В этой схеме ГТ высокого давления состоит из одной ступени, обе газовые турбины ТВД и ТНД) и компрессор имеют общий ротор. [c.89]

Рис. 8.2. Термодинамический цикл Брайтона—Реикина парогазовой установки с КУ

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...