Турбины газовые с постоянным давлением сгорания

Фиг. 15-3. Принципиальная схема газотурбинной установки с постоянным давлением сгорания, с регенерацией тепла и с промежуточным охлаждением воздуха. Г. 7. — газовая турбина В. К. — воздушный компрессор К- С. — камера сгорания Я — регенератор (воздухоподогреватель) П. X. — промежуточный холодильник Т. И. — топливный насос Г. К. — газовый компрессор Л. Л. — пусковой двигатель.

Фиг. 155. Схема газовой турбины с постоянным давлением сгорания

Простейшая схема газопаровой установки контактного типа показана на рис. 1-3, ж. В основе ее лежит обычная ГТУ с постоянным давлением горения. Между камерой сгорания и газовой турбиной расположена испарительная камера с форсунками для распыливания подаваемой воды. [c.24]

На рис. 39 дан теоретический цикл газовой турбины с подводом теплоты при постоянном давлении. Как видно из этого рисунка, цикл состоит из двух адиабат и двух изобар. Линия 1—2 изображает процесс адиабатного сжатия в компрессоре, 2—3 — изобарный подвод теплоты (сгорание топлива), 3—4 — адиабатное расширение в газовой турбине, 4—1 — условный изобарный процесс, замыкающий цикл. [c.130]

Рассмотренная выше схема ГТУ с подводом теплоты при постоянном давлении является разомкнутой, так как каждый следующий цикл осуществляется с новой порцией рабочего тела. В случае если схема ГТУ является замкнутой, продукты сгорания отдают теплоту рабочему телу — специально подобранному газу — в особом теплообменнике (газовом котле), а затем выбрасываются в атмосферу. Нагретый газ поступает в турбину, где, расширяясь, производит работу, а затем направляется в регенератор, нагревая сжатый газ, поступающий из компрессора. Далее отработавший газ охлаждается водой, циркулирующей в поверхностном охладителе, и подается компрессором обратно в газовый котел. [c.204]

Процесс горения в камере сгорания можно организовать так, чтобы он проходил при постоянном давлении или же при постоянном объеме. Сообразно с этим различают газовые турбины, работающие по циклу с подводом тепла при постоянном давлении и по циклу с подводом тепла при постоянном объеме. Каждый Из этих идеальных циклов можно отобразить на диаграммах v—p и s—T и для каждого из них можно найти термический к. п. д. [c.93]

Схема простейшего судового газотурбинного двигателя (ГТД открытого цикла) представлена" на рис. 1.8. Компрессор 1 через входной патрубок засасывает воздух и сжимает его до определенного давления. Воздух с повышенным давлением поступает в ка-М(фу сгорания 4, куда через форсунку непрерывно подается топливо. Топливо в камере сгорает при постоянном давлении, и образовавшийся при этом газ направляется в газовую турбину 6, где его энергия преобра зуется на рабочих лопатках в механическую [c.16]

При пуске ПГУ на всех режимах до 1400 об/мин вала ГТУ топливо сжигается в ВПГ с минимальным избытком воздуха и расход его определяется числом оборотов компрессора. Каждому числу оборотов компрессора и расходу топлива при постоянной температуре наружного воздуха соответствует одно значение установившейся температуры газов после ВПГ, незначительно изменяющейся с изменением давления пара. Ввиду большей, чем у камеры сгорания, инерционности ВПГ это значение температуры может устанавливаться только через некоторое время после установления соответствующего расхода топлива, установившегося, в свою очередь, только после некоторого изменения числа оборотов компрессора. Сжигание топлива с малыми избытками воздуха при наличии радиационных и конвективных поверхностей нагрева в ВПГ исключает возможность повышения температуры газов перед газовой турбиной до аварийных пределов, так как уменьшение расхода воздуха при постоянном расходе топлива уменьшает избыток воздуха ниже теоретически необходимого и вызывает химический недожог без увеличения температуры горения топлива. [c.159]

Компрессор служит для обеспечения расхода воздуха через турбокомпрессор и его сжатия до определенного давления, что необходимо в ВРД, как уже отмечалось ранее, для лучшего преобразования тепла, подводимого и камере сгорания. Процесс подвода тепла осуществляется в ГТД практически при мало изменяющемся давлении. В турбине газовый поток с повышенным давлением и температурой расширяется и часть его энергии преобразуется в механическую работу на валу. При этом на установившемся режиме работы турбокомпрессора (постоянные обороты) мощность турбины полностью расходуется на привод компрессора и агрегатов обслуживания двигателя. На рис. 5.7 для установившегося режима работы двигателя в условиях стенда приведен график характера изменения параметров (скорость, давление и температура) потока вдоль проточной части турбокомпрессора ТРД. [c.226]

В настоящее время промышленное применение имеют газовые турбины с горением при постоянном давлении, работающие по открытому циклу, т. е. с забором наружного воздуха и сбросом отработавших продуктов горения (газа) в атмосферу. На фиг. 6 показаны различные схемы газотурбинных установок, включающие ряд теплообменных аппаратов. В установке, показанной нафиг. 6, а, единственным теплообменником является воздухоподогреватель (регенератор) 5, в котором при помощи тепла отходящих газов производится подогрев сжатого в компрессоре 4 воздуха. Затем охлажденные газы идут на выхлоп ( открытая схема), а подогретый воздух поступает в камеру сгорания 2, куда топливным насосом 1 (при жидком топливе) или газовым компрессором (при газообразном) подается топливо. Из камеры сгорания горячие газы поступают в турбину 5, где производят механическую работу, расширяясь до давления выхлопа.Наличие воздухоподогревателя существенно увеличивает к. п. д. установки с 22—23 до 25—27%. [c.17]

В компрессор 1 поступает атмосферный воздух, который сжимается и подается в камеру сгорания 4, куда подается и топливо. Газы, образующиеся в результате сгорания топлива при постоянном давлении, имеют высокую температуру. Для снижения температуры они смешиваются с воздухом, идущим от компрессора, и с заданной температурой поступают в газовую турбину 5. Отработавшие газы удаляются в атмосферу. Компрессор приводится газовой турбиной. Работа, получаемая на валу турбины, за вычетом затраты на привод компрессора передается электрическому генератору 2. [c.112]

Из камеры сгорания газотурбинной установки (ГТУ) продукты сгорания при абсолютном давлении 5 кгс см и температуре 880° С поступают в газовую турбину и выходят из нее в атмосферу на высоте 4 кл< с давлением на 0,2 кгс см - больше наружного, причем температура их снижается до 515° С. Газовая постоянная продуктов сгорания равна У = 289,4 кдж кг град). Определить, во сколько раз увеличился объем продуктов сгорания в процессе. [c.7]

На фигуре 8-2, б дана диаграмма теоретического цикла газовой турбины с регенерацией тепла. Воздух сжимается в компрессоре по адиабате 1—2. По линии 2—2 происходит в идеальном случае (без учета гидравлических потерь) подогрев воздуха в регенераторе. По линии 2 —3 — процесс сгорания топлива при постоянном давлении. Адиабатическое расширение газа происходит по линии 3—4 (в соплах и рабочих лопатках). [c.247]

На фигуре 8-6 изображена в разрезе одна из выполненных-конструкций авиационной газовой турбины турбореактивного двигателя. Мощность газовой турбины 11100 л. с. при 12 300 об/мин. Сгорание топлива происходит при постоянном давлении. [c.251]

В двигателях с дозвуковыми скоростями полета первоначальное адиабатное сжатие воздуха (процесс 1-1, рис. 89) происходит в диффузоре 7 (см. рис. 88) вследствие набегающего потока воздуха. Затем адиабатное сжатие продолжается в компрессоре (процесс 1 -2). Сжатый до давления рг воздух подается в камеры сгорания, где при постоянном давлении к нему подводится теплота в количестве < 1 на каждый килограмм рабочего тела. Из камер сгорания газ — рабочее тело попадает на лопатки газовой турбины, где частично расширяется (процесс 4-4 ) без теплообмена с внешней средой. При этом турбина совершает положительную работу (пл. 344 4" рис. 89, а), расходуемую компрессором на сжатие свежего воздуха (пл. 1" 1 23). Дальнейшее расширение газов (процесс 4 -5) происходит в реактивном сопле адиабатно до давления окружающей среды (точка 5). Покинувшие двигатель горячие выхлопные газы затем охлаждаются при дав- [c.219]

Атмосферный воздух поступает в компрессор 2, где он сжимается и затем направляется в камеру сгорания 3. Туда же топливным насосом 4 через форсунку 5 подается мелкораспыленное жидкое топливо, которое сгорает при постоянном давлении. Образующиеся продукты сгорания проходят сопло 5 и с большой скоростью поступают на ротор газовой турбины 1. Здесь кинетическая энергия газов переходит Б энергию вращения вала газовой турбины. Отработавшие газы при достаточно высокой температуре покидают турбину и удаляются в атмосферу. [c.85]

Исследования по совершенствованию смесеобразования, по подбору сопловых наконечников форсунок и камер сгорания, по снижению охлаждения поршня позволили снизить удельный расход топлива при 8=12,8 до уровня 143—145 г/(э. л. с-ч) при работе дизеля с приводной газовой турбиной и до уровня 150—154 т/(э. л. с.-ч)—с автономным турбокомпрессором. Таким образом, установлено, что при постоянной величине максимального давления сгорания 115 кгс/см2 повышение степени сжатия сверх е=13 нерационально. Завышенная степень сжатия ведет к нежелательному повышению Pz. Максимальное давление цикла pz определяет расчетную нагрузку на силовую схему дизеля. [c.7]

Зажигание смеси в камере осуществляется при помощи электрической свечи. В момент вспышки клапаны 5, 10 и 12 закрыты, и поэтому в камере происходит сгорание топлива при постоянном объёме, т. е. с повышением давления. Благодаря увеличению давления в камере открывается сопловой клапан 5 и продукты сгорания через канал 6 поступают на рабочие лопатки газовой турбины 7. Производя работу в рабочем колесе турбины, газы направляются в парообразователь и затем через выхлопную турбину выбрасываются в атмосферу. [c.438]

В корпусе турбокомпрессора имеются несколько лабиринтных уплотнений и система дренажа, исключающая прорыв газов через уплотнения. Конструкция корпуса газовой турбины зависит от способа осуществления наддува. Если наддув осуществляется при постоянном давлении в выпускном коллекторе (выхлопные газы из всех цилиндров поступают в один коллектор), корпус турбины имеет один фланец для впуска газов. При так называемом импульсном наддуве с более полным расширением продуктов сгорания газы подводятся к турбине раздельно от двух групп цилиндров, и ее корпус в этом случае имеет два присоединительных фланца. [c.159]

Основным термодинамическим циклом газотурбинной установки является цикл, состоящий из адиабатического сжатия, подвода тепла при постоянном давлении и адиабатического расширения. Большое количество избыточного воздуха, необходимое для поддержания на сравнительно низком уровне максимальной температуры газа, поступающего на лопатки турбины, является причиной низкого отношения величины полезной работы газовой турбины к величине доли ее работы, затраченной на привод компрессора. В то же время благодаря высокой степени сжатия воздуха в компрессоре его температура на выходе из компрессора сравнительно высока, что ограничивает возможность введения большого количества тепла с подаваемым в камеру сгорания топливом, чтобы не превысить допустимое значение температуры газа перед турбиной. Так, при температуре газа на входе в турбину 815° С с увеличением степени сжатия компрессора от 2 до 4 (при коэффициенте полезного действия как турбины, так и компрессора равном 80%), значение условного коэффициента полезного действия на валу газотурбинного двигателя снижается с 51,1 до 42,3%. [c.200]

М. Маковский опубликовал работу Опыт исследования турбин внутреннего сгорания с постоянным давлением сгорания (1925). В. В. Уваров опубликовал статью К расчету газовых турбин (Известия Теплотехнического института, 1933, № 2). В 1935 г. им было опубликовано учебное пособие Газовые турбины . В книге изложена термодинамическая и общая теория газовых турбин и дан тепловой нх расчет в Т—s диаграмме. В. В. Уваровым была спроектирована и построена опытная газовая турбина. Г. И. Зотиков опубликовал статью К решению проблемы турбин внутреннего сгорания (журнал ВКТО, 1933, № 4). В ней дается сравнение турбин с горением топлива при /О = onst и у = onst. Схема турбины, предложенная Зотиковым, через несколько лет была повторена фирмой Броун-Бовери. Во всех этих работах преимущество отдается турбинам с горением топлива при постоянном давлении. [c.460]

В 1905—1906 гг, во Франции была построена газовая турбина с постоянным давлением сгорания, рассчитанная на мощность 400 л. с. при 4 250 об/мин. Температур. продуктов сгорания путем вярыска охлаждающей воды понижалась перед оплами турбины до 560" С Коэффициент полезного действия этого агрегата был еще очень низок — менее 3%, [c.477]

Газовые турбины с постоянным давлением в камере сгорания топ- ива работают по видоизменному циклу Брайтона. [c.404]

Воздух, сжатый в ко.мпрессоре, подается в камеру сгорания парогенератора, работающего на газовом или жидком топливе при постоянном (повышенном по сравнению с атмосферным) давлении р. Образующийся в парогенераторе водяной пар поступает в пароперегреватель и затем в паровую турбину. Продукты сгорания, температура которых снижена за счет отдачи теплоты на парообразование до приемлемой величины, подаются в газовую турбину, а из последней в газоводяной подогреватель, служащий для подогрева питательной воды. [c.590]

Воздух, сжатый в компрессоре, подается в камеру сгорания парогенератора, работающего на газовом или жидком топливе при постоянном (повышенном по сравнению с атмосферным) давлении р . Образующийся в парогенераторе водяной пар поступает в пароперегреватель и затем в паровую турбину. Продукты сгорания, температура которых снижена за счет отдачи теплоты на паро- [c.548]

Конструкция первой газовой турбины была разработана инжене-ром-механиком русского флота П. Д. Кузьминским. Построенная им в 1897 г. турбина предназначалась для небольшого катера. В камеру сгорания турбины, работавшую под давлением 10 бар, подавалось жидкое топливо — керосин и смесь воздуха с паром Продукты сгорания в смеси с паром подводились к центральной части радиальной турбины, состоявшей из неподвижного и вращающегося дисков, на которых были укреплены лопатки. Газовая турбина со сгоранием топлива при постоянном объеме была построена В. В. Караводиным в 1906 г. [c.390]

В двигателях с дозвуковыми скоростями полета адиабатное сжатие воздуха происходит сначала в диффузоре (процесс 1Г, рис. 1.32, а) под воздействием набегающего потока воздуха, затем в компрессоре (процесс 1 2). Сжатый до давления рз воздух подается в камеры сгорания, где при постоянном давлении к нему подводится удельное количество теплоты (процесс 24). Из камер сгорания газ — рабочее тело — подается на лопатки газовой турбины, где частично расщиряется (процесс 44 ) без теплообмена с внешней средой. При этом турбина совершает положительную работу, численно равную площади 544 4" в гр-диаграмме, расходуемую компрессором на сжатие воздуха (площадь ГТ23). Дальнейшее адиабатное расширение газов (процесс 4 5) происходит в реактивном сопле до давления внешней среды (з очка 5). Г орячие выпускные газы после двигателя охлаждаются при давлении внешней среды, отдавая ей удельное количество теплоты q2 (процеее 51). [c.61]

В этих уравнениях — расход воздуха — расход продуктов сгорания /г. т и 7к УД - ьный расход тепла, затраченного на работу газовой турбины и возвращенного сжатым воздухом компрессора [первый и второй члены в фигурных скобках уравнения (8)1 а и a — коэффициенты избытка воздуха в уходящих газах и перед соответствующими газовыми турбинами L — теоретически необходимое для сжигания 1 кг топлива количество воздуха Ср и — теплоемкости газов и воздуха при постоянном давлении и средней температуре процесса — температура газа перед турбинами Гз и — температура воздуха перед компрессором и за компрессором е — степень повышения давления воздуха у — коэффициент потери давления в газовоздушном тракте ПГУ т)г. т и т) — изоэнтропные к. п. д. компрессоров и турбин Пу — коэффициент, учитывающий потери тепла с утечками газов и воздуха —показатель политропы сжатия воздуха — показатель политропы расширения газа. [c.28]

Корпус турбины сделан из слаболегированной литой стали. Входной патрубок имеет защитный экран, выполненный из стали аустенитного класса. Между экраном и корпусом проходит охлаждающий воздух, отбираемый за компрессором. Экран является продолжением двухстенного газохода между камерой сгорания и газовой турбиной. Особое внимание было уделено конструированию выходного патрубка с диффузором. Потери давления в нем, измеренные на модели, составляли 33% от входного динамического давления. Направляющие лопатки закреплены при помощи Т-образных хвостовиков. Венцы направляющих лопаток в первых трех ступенях охлаждаются воздухом. Компрессор осевого типа, 13-ступенчатый. Проточная часть выполнена с постоянным наружным диаметром, равным 540 мм. Ротор компрессора цельнокованый. Для разгрузки ротора от осевых усилий на конце его сделан думмис. [c.156]

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]

Схема и рабочий процесс газотурбинной установки со сгоранием при постоянном давлении (р = onst). Рабочим телом газовой турбины является газ, который, выходя с большой скоростью из сопла, попадает на лопатки рабочего колеса турбины и, вращая его, совершает работу. Отработавший газ через выпускную трубу выбрасывается в атмосферу. Газ образуется при сгорании топлива в камере сгорания газотурбинной установки, где оно сжигается при постоянном давлении (непрерывно). [c.257]

Камера сгорания состояла из внутренней трубы 3 из жаропрочного сплава и стального наружного корнуса. Между трубами был размещен змеевик 2, по которому циркулировала вода под давлением до 50 аг,и, юхлаждающая стенки камеры сгорания. Образующийся в змеевике пар подавался в камеру сгорания, смешивался с продуктами сгорания керосина. Образовавшаяся в камере сгорания парогазовая смесь под давлением около 10 атм направлялась в газовую турбину. Процесс в камере сгорания происходил при постоянном давлении подаваемого для горения воздуха и топлива, поэтому такие камеры называли камерами со сгоранием при постоянном давлении. Принцип работы камер сгорания при постоян-ио.м давлении используется почти во всех современных ГТУ. [c.396]

На рис. 22.10 показана элементарная схема ГТУ, работающей с подводом теплоты при постоянном давлении. Воздушньп компрессор 2 всасывает атмосферный воздух, сжимает его и нагнетает в камеру сгорания 5.Туда же насосом 1 подается жидкое илн газообразное топливо. При сгорании высококалорийного топлива в камере сгорания температура доходит до 2000° С. Современные жаропрочные стали и сплавы, нз которых изготовляют газовую турбину, допускают температуры 700—900 " С. Для того чтобы понизить температуру продуктов сгорания с 2000 до 700—950° С, их разбавляют больши количеством относительно холодного воздуха. Обычно коэффициент г збытка воздуха для авиационных установок составляет а = 4 5, а, 5ля стационарных а = 6- -10. Если сжигать топливо прн таком большом коэффициенте избытка воздуха, то горение будет протекать очень медленно и с большим механическим и химически.м недожогом. Поэто 1у для полного и правильного сл<игания топлива весь воздух, подаваемый в камеру сгорания, делят на первичный и вторичный. [c.231]

Компрессор 2, приводимый в движение газовой турбиной I, подает сжатый атмосферный воздух в камеру сгорания 7 через управляемый клгпан 6. Одновременно с воздухом в эту камеру через форсунку (клапан) 5 топливным насосом 3 (компрессором) подается топливо из бака 4. Образовавшаяся смесь воспламеняется в камере сгорания от электрической искры и сгорает при постоянном объеме, поскольку все три клапана в этот момент закрыты. Это приводит к резкому увеличению давления и температуры в камере сгорания. При определеином значении давления открывается сопловой клапаи 8, и продукты сгорания топлива под давлением направляются к сопловому аппарату 9, а затем на лопатки 10 турбины. Рабочее тело совершает полезную работу, которая воспринимается потребителем энергии 11, а затем выбрасывается в атмосферу. Прн этом давление в камере сгорания постепенно падает, и при достижении определенного значения открывается клапан 6 подачи сжатого воздуха. Происхо- [c.87]

МПа в зависимости от давления воздуха за компрессором и используются для генерации пара и его перегрева. После промежуточного перегревателя — последней поверхности нагрева ВПГ — газы с температурой примерно 700 °С поступают в дополнительную камеру сгорания, где догреваются до 900 °С и поступают в газовую турбину. Отработавшие в газовой турбине газы направляются в трехступенчатый газоводяной экономайзер, где они охлаждаются питательной водой и основным конденсатом паровой турбины. Такое подключение экономайзеров обеспечивает постоянную температуру уходящих газов 120— 140 °С перед их выходом в дымовую трубу. Вместе с тем в такой ПГУ происходит частичное вытеснение регенерации и увеличение мощности паротурбинной установки. [c.298]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...