Области применения газовых турбин

V. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПАРОВЫХ И ГАЗОВЫХ ТУРБИН И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ГАЗОВЫХ ТУРБИН [c.323]

Фирма Броун Бовери с самого начала уделяла большое внимание тем областям применения газовых турбин, где в большей степени проявляются их преимущества. Характерным примером в этом отношении является построенная фирмой Броун Бовери передвижная электростанция с газовыми турбинами мощностью по 6200 кет. Для снабжения электроэнергией областей с временной недостачей энергии построены три такие передвижные электростанции для Федеральной электрической компании в Мексике и одна для СССР. [c.52]

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ГАЗОВЫХ ТУРБИН [c.345]

Я не буду перечислять подробно области применения газовых турбин, очевидно, они те же, что и для двигателей внутреннего сгорания, которому предстоит тяжела борьба с турбинами. [c.390]

Как видно из изложенного, деталью газотурбинного двигателя, непрерывно воспринимающей энергию газов, является колесо турбины, совершающее только вращательное движение. Отсутствие вспомогательных ходов и непрерывность рабочего процесса позволяют получить большие мощности при небольших размерах газовых турбин, а отсутствие кривошипно-шатунного механизма исключает по сравнению с поршневыми двигателями неравномерность вращения вала. Автомобильные газотурбинные двигатели имеют и другие преимущества перед поршневыми благоприятное изменение крутящего момента, могут работать на любом жидком или газообразном топливе, легко пускаются при низких температурах, их продукты сгорания менее токсичны. Основными недостатками газотурбинных автомобильных двигателей являются сложность и высокая стоимость их производства, а при отсутствии теплообменника — низкая экономичность. Экономичный и сравнительно недорогостоящий газотурбинный двигатель целесообразно применять только тогда, когда его мощность будет не менее 150 кВт. Поэтому область применения газовых турбин ограничивается автомобилями большой грузоподъемности. [c.28]

Иногда говорят, что газовая динамика как раздел гидромеханики характеризуется большими скоростями и малой пространственной протяженностью. Области применения газовой динамики весьма широки это теоретические основы скоростной авиации, внутренняя и внешняя баллистика, теория газовых и паровых турбин и т. д. Большие скорости приводят к необходимости учитывать сжимаемость среды, т. е. считать ее плотность р переменной. Малая протяженность объектов в газовой динамике позволяет пренебречь в уравнениях влиянием внешних сил. [c.28]

От этого недостатка свободен двигатель внутреннего сгорания другого типа — газовая турбина. Имея высокий термический коэффициент полезного действия и обладая при этом всеми преимуществами ротационного двигателя, т. е. возможностью сосредоточения больших мощностей в малогабаритных установках, газовая турбина является весьма перспективным двигателем. Ограниченное применение газовых турбин в высоко экономичных крупных энергетических установках в настоящее время объясняется в основном тем, что из-за недостаточной жаропрочности современных конструкционных материалов турбина может надежно работать в области температур, значительно меньших, чем двигатели внутреннего сгорания поршневого типа, что приводит к снижению термического к. п. д. установки. Дальнейший прогресс в создании новых прочных и жаростойких материалов позволит газовой турбине работать в области более высоких температур. [c.330]

Однако, чтобы перейти конкретно к перспективам развития газовых турбин, необходимо еще решить вопрос о том, в какой же области моторостроения лежит ближайший путь их развития Где, после авиации, следует ожидать успешного и ближайшего применения газовых турбин Будет ли это в тяжелом стационарном двигателестроении или в транспортном и легком стационарном деле [c.389]

В качестве автономного источника энергии для подвижного состава подвесных однорельсовых дорог помимо аккумуляторных батарей применяют карбюраторные и дизельные поршневые двигатели внутреннего сгорания. Применение газовых турбин в подвесном транспорте распространения не получило, хотя в принципе оно возможно, если отсутствуют ограничения по шуму. Для работы внутри помещений карбюраторные двигатели работающие на бензине из-за токсичности выхлопных газов мало пригодны. В этом случае в качестве топлива следует применять баллоны со сжиженным газом, что не везде доступно. Областью применения дизелей являются подвесные однорельсовые дороги в шахтах взрывоопасных по пыли и газу. Все виды двигателей внутреннего сгорания не имеют ограничений в применении при прохождении [c.31]

Наука о теплообмене является сравнительно молодой. Еще в начале текущего столетия вопросам теплообмена уделялось сравнительно небольшое внимание и вся практика теплотехнических расчетов основывалась на небольшом числе эмпирических данных. Значительное развитие теплотехники, характеризуемое появлением мощных котельных агрегатов, паровых и газовых турбин, вызвало необходимость в точном выполнении тепловых расчетов и обобщении разрозненных эмпирических данных о теплообмене. Одновременно большие успехи в области физики, в частности гидромеханики, позволили с достаточной полнотой выявить физическую сущность процессов теплообмена, а применение теории подобия позволило дать научную основу для разнообразных экспериментальных работ. Все это привело к тому, что теория теплообмена в настоящее время входит на равных правах с термодинамикой в физические основы теплотехники. [c.269]

Опорные узлы современных гидравлических, паровых и газовых турбин, двигателей внутреннего сгорания, поршневых компрессоров и других машин, а также приборов монтируются на подшипниках и подпятниках скольжения. Изыскание новых материалов, в том числе синтетических, обладающих малым коэффициентом трения и высокой износостойкостью, применение смазки значительно расширяют область применения подшипников скольжения. [c.402]

С созданием паровых турбин паровые поршневые машины практически полностью пере- стали использоваться, поэтому их работа здесь не рассматривается. Однако необходимо от-> метить, что существуют мнения о возможности их применения в качестве автомобильного двигателя, Турбина позволила перейти на более высокие температуры, а соответственно повысить КПД и производительность. В конце XIX — начале XX вв. в условиях интенсивного развития техники применение турбин совершило переворот в области создания корабельных двигателей и в энергетике. Несколько позднее появилась новая отрасль промышленности — авиация, которая также остро нуждалась в, легких и мощных двигателях. Паровая турбина в этом случае не могла стать выходом из положения большая масса, большие расходы воды и топлива, необходимость конденсации отработанного пара, медленный темп изменения частоты вращения делали ее непригодной для авиации. Эти требования и проблемы привели к созданию высокоскоростной авиационной газовой турбины. Недавно были сделаны попытки использовать газовую турбину в качестве автомобильного двигателя. Процессы, протекающие в газовой и паровой турбинах, существенно отличаются. Рассмотрим термодинамический цикл газовой турбины, а затем особенности ее влияния на окружающую среду. [c.76]

По мере специализации и увеличения объемов однотипного производства отливок, поковок, штамповок и других заготовок меняются требования к конструкции деталей и узлов машин. В последние годы наблюдается постепенный отказ в ряде случаев от горячей штамповки и замена штампованных деталей литыми. К таким деталям относятся даже столь ответственные, как шатуны, коленчатые и распределительные валы двигателей, различного рода траверсы, рычаги, шестерни и др. Такая тенденция определяется, Б частности, все более широким применением высоколегированных сплавов, отличающихся высокими механическими свойствами, массовым производством кокильного литья, более дешевого, чем горячая штамповка. Сужение области применения горячей штамповки определяется также и недостаточной стойкостью сложных и дорогих ковочных штампов. Литые детали становятся все более крупными и сложными блоки цилиндров, корпусы редукторов, статоры и станины, цилиндры турбин и газовых машин и др. Благодаря этому удается уменьшить общее число деталей в агрегатах, что упрощает и сокращает объем обработки и сборки. Кроме того, в литых деталях обычно удается получать меньшие припуски на обработку. [c.21]

Перлитные теплоустойчивые стали, в зависимости от степени их легирования, применяются в паровых и газовых турбинах для работы при температурах до 565—570°. В табл. 1 приведены основные марки перлитных сталей, нашедших применение в сварных конструкциях паровых и газовых турбин, с указанием областей и температуры применения. [c.25]

Использование паяных бандажей при высоких температурах в газовых турбинах встречает существенные трудности в связи с относительно низкой жаропрочностью применяемых припоев и трудностями использования при пайке рабочих лопаток специальных жаропрочных припоев. На фиг. 102 приведен график изменения прочности паяных соединений в зависимости от типа припоев. Соединения, выполненные серебряным припоем марки ПРС-45, уже начиная с температуры 200°, существенно снижают свою прочность. Использование медно-цинкового припоя типа ЛОК-59-0,3 позволяет повысить область температур его возможного применения до 300—350°. Лишь введение специальных жаропрочных припоев на никелевой основе дает возможность использовать паяные соединения до 700—750°. [c.152]

За последние годы большие успехи достигнуты в области исследования рациональных циклов и типов газовых турбин и газотурбинных установок. Ввиду трудностей использования твердых топлив, отсутствия достаточно проверенных на практике конструкций газовых турбин, газовых и воздушных компрессоров и необходимых теплообменных аппаратов, обеспечивающих создание рациональных типов газотурбинных электростанций, газовые турбины большой мощности в ближайший период времени не смогут еще получить очень широкого применения на электрических станциях. [c.18]

Применение все более высоких температур пара ставит свои задачи,, обусловленные резким изменением свойств металла в ужё используемой области температур. Одним из путей решения этой задачи является искусственное охлаждение. При этом температура деталей оказывается ниже температуры рабочего пара. Эго достигается путем охлаждения специально подводимым паром сниженной температуры. Принцип охлаждения является весьма прогрессивным и широко распространен в газовых турбинах, где используются температуры гораздо более высокие, чем в паровых установках. Применение его значительно расширяет возможности использования высоких температур пара, но усложняет турбину и применимо не ко всем деталям. [c.147]

Быстрый прогресс в области газовых турбин и турбокомпрессоров создает благоприятные условия для применения в ряде случаев воздушных холодильных машин, работающих по регенеративному циклу. [c.113]

Достижения последних лет в области строительства экономичных газовых турбин создают, как указывалось ранее, необходимые предпосылки для значительного увеличения холодильного коэффициента обратного воздушного цикла, особенно при применении в нем регенерации тепла. [c.130]

Метод электрического моделирования нашел применение во мно гих областях науки и техники, в том числе в теплофизике и турбостроении [105, 107, 110, 117, 139, 147, 194,241,254,272, 327 и др.]. Определение температурных полей в элементах паровых и газовых турбин, исследование влияния граничных условий и конструктивных факторов, выбор наиболее эффективной системы охлаждения, определение граничных условий — далеко не полный перечень задач, решаемых на электрических моделях. [c.15]

Область применения высоконапорного парогенератора БПГ-120-100/540 очень обширна. По расчетам ЦКТИ он может компоноваться с отечественными газовыми турбинами ГТ-700-4-1, ГТ-700-5, ГТ-700-6, ГТК-Ю Невского машиностроительного завода имени Ленина и ГТУ-6-750 Уральского турбомоторного завода. [c.187]

Перспективы развития стационарных ГТУ. Выше уже отмечалось, что в настоящее время достаточно четко определилась только одна область, где применение стационарных газовых турбин уже дает весьма большой экономический эффект и имеет самые широкие перспективы на достаточно длительный период времени. Этой областью являются компрессорные станции магистральных газопроводов, где газовые турбины используются в качестве приводного двигателя нагнетателей природного газа. [c.68]

Жаропрочные сплавы на никелевой основе. Жаропрочные стали на основе никеля нередко называют нимониками. Эти сплавы находят широкое применение в различных областях техники (авиационные двигатели, стационарные газовые турбины, химическое аппаратостроение и т. д.). Сплавы предназначены для изготовления рабочих лопаток, турбинных дисков, колец, крепежа с длительным сроком службы, сопловых лопаток и других деталей газовых турбин, работающих при температуре до 850 °С. [c.310]

Теплозащитные барьерные покрытия относятся, вероятно, к самой многообещающей и стимулирующей новые разработки области исследований покрытий для суперсплавов за последние годы. Желание повысить коэффициент полезного действия и/или выходную мощность газовых турбин (для чего необходимо увеличить впускную температуру в турбине) является движущей силой для проявления интереса к любому способу повышения предельной температуры, в том числе и за счет преодоления ограничений, накладываемых материалами для высокотемпературных узлов и элементов. Применение тепло-116 [c.116]

Области применения (согласно оценкам годовая потребность в изделиях из уплотненного порошка составляет около 450 т) определяют и границы применимости порошковой технологии для изготовления деталей из суперсплавов для газовых турбин. Порошковые суперсплавы применяются в тех случаях, когда "обычные" детали, изготовленные методами литья или штамповки, ие отвечают предъявляемым рабочими условиями требованиям, выполнение которых необходимо для получения двигателей с высокими рабочими характеристиками. Разрушение обычных материалов, как правило, происходит в результате образования сегрегаций, что вызывает ухудшение механических свойств или их нестабильность и снижение термомеханических характеристик. В таких случаях порошковая технология, хотя она и не является панацеей от всех бед, вполне может заменить другие (обычно более предпочтительные) методы изготовления деталей, не способные обеспечить требуемое качество изделий. [c.219]

Газовая турбина ГТУ должна быть снабжена надежной системой охлаждения в соответствии с передовыми достижениями в этой области. Могут быть использованы различные методы защиты и охлаждения сопловых и рабочих лопаток с применением циклового воздуха, парового охлаждения и пр. [c.565]

В выбросах основное беспокойство вызывают их составляющие, производящие загрязнение атмосферы. Это, как уже отмечалось ранее,— углеводороды, окись углерода и окислы азота. В литературе, опубликованной до начала 70-х годов, часто приводились данные, показывающие значительное преимущество двигателей Стирлинга в этой области по сравнению с обычными двигателями с принудительным зажиганием, газовыми турбинами особенно двигателями Дизеля без наддува. С тех пор была проведена большая работа по снижению токсичности выбросов, и сейчас уже недостаточно сравнивать только двигатели в чистом виде необходимо рассматривать энергосиловые установки в целом. Для сравнения характеристик непрерывного процесса сгорания двигателя Стирлинга и прерывистого процесса сгорания двигателей внутреннего сгорания мы использовали фактические данные, полученные для двух различных областей применения энергосиловых установок. Первая из них — это подземные работы [47] (табл. 1.2). [c.113]

Однако олигомерные масла обладают одним недостатком. Их термическая стабильность часто ниже, чем стабильность многих масел, полученных при переработке нефти. Большинство олигомеров начинает в заметной степени разлагаться при температуре 315°С и полностью неустойчивы при 370°С. Для многих сфер применения это, конечно, не является препятствием, так как в большинстве случаев смазки и специальные жидкости не подвергаются воздействию таких температур. Однако для некоторых систем (например, в газовых турбинах некоторых типов) масла и жидкости должны сохранять работоспособность при температурах 315°С и выше. Для таких областей применения термически неустойчивые олигомерные масла нуждаются в серьезных улучшениях. [c.148]

Детали машин и области применения детали и узлы газовых турбин и паросиловых установок. [c.175]

Детали машин и области применения рабочие лопатки и диски газовых турбин при температуре до 750 С. [c.177]

Газовые турбины имеют ряд преимуществ перед паровыми турбинами, заключающихся, в основном, в отсутствии дорогостоящей котельной установки, отсутствии конденсационной установки, простоте обслуживания и быстром пуске установки, значительном сокращении расхода охлаждающей воды. К числу недостатков современных газовых турбин следует отнести потребность в сравнительно дорогом жидком или газовое топливе и сравнительно невысокий общий к. п. д. установки, когда она выполняется без усложняющих ее теплоиопользующих устройств. Применение последних в значительной мере сокращает перечисленные выше преимущества этих установок. Однако настойчивые искания ученых и конструкторов по применению пылевидного топлива в газотурбинных установках и улучшению их к. п. д. открывают широкие iiep neK-THBfji в области развития газовых турбин. Можно предполагать, что в первую очередь газовые турбины найдут применение на металлургических заводах, располагающих огромными количествами отбросных горючих газов — доменного и коксового. Далее газовые турбины должны широко использоваться на нефтеперерабатывающих заводах, где имеются большие количества сжатого воздуха. [c.323]

Б. С. Стечкин в течение долгого времени занимался разработкой теории, методов расчета, а также применения газовых турбин. Труды Бориса Сергеевича в этой области имели огромное значение для развития науки, техники и промыгпленности. [c.412]

Решение вопроса об использовании твёрдого топлива для тепловозов может итти. также и по пути применения газовой турбины хотя вопрос использования твёрдого топлива в газовых турбинах транспортного типа полностью не разрешён, однако сделаны значительные успехи в этой области. Использование же более тяжёлых и менее ценных сортов жидкого топлива уже имеет место. На фиг. 32 [c.446]

Практические области применения шлифовальные электрошпиндели, турбодетандеры для сжижения газов, центрифуги, гироскопы, газовые и даже паровые турбины. Например, в ЭНИМС е отработана гамма электрошпинделей с числами оборотов от 48 тысяч до 144 тысяч в минуту. Обычно воздушные опоры применяют при скоростях, измеряемых десятками тысяч оборотов в минуту и выше. Однако известны шпиндели шлифовальных станков на аэростатических подшипниках, делающие всего 3000 об1мин. [c.63]

Затем наступили годы войны. Достижения в обласги двигателестроения в целом ряде стран естественно не становились достоянием широкой печати. А когда война кончилась, изумленный мир увидел, что место двигателя внутреннего сгорания на скоростном самолете прочно занято газовой турбиной. И что область ее применения все расширяется... [c.60]

Эффект разгрузки особенно важен для высоконагруженных скоростных подшипников тех роторов, у которых происходит рост дисбаланса во время эксплуатации (по сравнению с допустимым монтажным дисбалансом). Это относится в первую очередь к ротору газовой турбины, диск которой работает в области пластической деформации и у которой может наблюдаться заметная вытяжка лопаток. Более того, у газовой турбины возможны и дефекты обгар лопатки, обрыв частей лопатки и даже обрыв полной лопатки. Эти дефекты могут привести к возникновению неуравновешенных сил, измеряющихся сотнями килограммов и даже несколькими тоннами. Так, обрыв лопатки создает на современной газовой турбине неуравновешенную силу в 7—10 т, вектор которой вращается с огромной скоростью (более 10 ООО об/мин.). Очевидно, что такой дефект при обычной (жесткой) конструкции опор ротора должен привести к аварии и даже к катастрофе. Указанные дефекты могут возникать у газовой турбины как во время длительной эксплуатации, так и особенно в период форсировки и доводки конструкции двигателя на заводе. Таким образом, с помощью применения упругого подшипника, т. е. амортизации опоры, у газовой турбины можно существенно поднять ее надежность в процессе эксплуатации. [c.55]

Другая область применения уплотнений — это герметизащ1я полостей в машинах, содержащих газы и жидкости при высоких давлениях или под вакуумом. В роторных машинах (в паровых и газовых турбинах, центробежных и аксиальных компрессорах и т. д.) необходимо уплотнение вращающихся валов и роторов в поршневых машинах — уплотнение возврат-но-поступательно движущихся частей (поршней, плунжеров, скалок). [c.86]

На следующем этапе атомной энергетики, сначала 90-х годов, базовыми станут АЭС с реакторами на быстрых нейтронах, которые вытеснят АЭС с реакторами на тепловых нейтронах в полупико-вую область графиков нагрузки [16 гл. VII]. В начальный период строительства АЭС с реакторами на быстрых нейтронах будет целесообразно применять параметры пара, обычные для электростанций органического топлива. В дальнейшем могут найти применение высокотемпературные реакторы. В принципе они открывают возможность применения паротурбинного цикла сверхвысоких параметров. Однако рациональность такого решения не очевидна, поскольку в качестве теплоносителя первого контура не может быть применена вода. Обязательное наличие на АЭС с реакторами на быстрых нейтронах первого жидкометаллического или газового контура приводит к мысли о целесообразности применения для АЭС с высокотемпературными быстрыми реакторами комбинированных энергетических установок с газовыми турбинами или МГД-генераторами [9]. Такие же комбинированные схемы представляются перспективными и для будущих термоядерных установок (см. рис. XV.8). [c.253]

На современном этапе распространению порошковой технологии способствует постоянное повышение требований к материалам для газовых турбин. Новые порошковые материалы типа дисперсионно—упрочняемых сплавов или сплавов серии NiMoAl обладают большими потенциальными возможностями, расширяющими возможные области их применения, однако с развитием конкурирующих технологических процессов и таких материалов, как керамики и керамические композиционные материалы, все большее значение приобретает фактор экономической эффективности. [c.259]

Экспериментальные роторы турбин из кованого молибденового сплава TZM с силицидным покрытием с успехом проработали в небольшом турбореактивном демонстрационном двигателе фирмы "Williams International" в течение 7 ч при температуре газа 1343°С [17]. Молибденовые сплавы также применяются и в других областях в качестве материалов для высоких температур, например в стекольном производстве и в качестве нагревательных элементов для вакуумных печей. Рассматривается возможность их применения в мало ресурсных двигателях реактивных снарядов, но не в газовых турбинах других типов. [c.342]

Одна из основных областей применения этих сталей - энергетическое машиностроение (трубопроводы, детали и корпуса газовых и паровых турбин и т.д.), где рабочие температуры достигают 750 °С и выше. Жаростойкие стали и сплавы обладают стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температурах до 1100. .. 1150 °С. Обычно их используют для деталей слабонафуженных (нагревательные элементы, печная арматура, газопроводные системы и т.д.). Высокая окалиностойкость этих сталей и сплавов достигается легированием их алюминием (до 2,5 %) и вольфрамом (до 7 %). Эти легирующие элементы и кремний способствуют созданию прочных и плотных оксидов на поверхности деталей, предохраняющих металл от непосредственного контакта с газовой средой. [c.346]

Применение. Ниобий — один из основных компонентов при легировании жаропрочных сталей и сплавов. Сплавы ниобия применяют в химическом машиностроении, в радиоэлектронике вместо дорогого тантала (экраны, катоды мощных генераторных ламп, аноды некоторых типов ламп, трубки, сетки с максимальной рабочей температурой 2100° Сит. д.), в ядерных реакторах, в качестве материала оболочек тепловыделяющих элементов и емкостей для расплавленных металлов, в авиации (лопатки газовых турбин авиадвигателей). Относительно новая область применения ниобия — в качестве основы сверхпроводящих материалов, так как у ниобия максимальная среди металлов температура перехода в сверхпроводящее состояние (8,9 К). Так, у сплавов системы Nb—Zr критическое магнитное поле достигает 80 кГс, плотность критического тока (4—6)-10 А/см и температура перехода-в сверхпроводящее состояние 11 К. Высокими сверхпроводящими свойствами (18,1 К) отличается соединение NbsSn, на базе которого уже созданы сверхпроводящие магниты на 100, 1ЭД кгс и выше. [c.551]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...