Рабочий процесс газотурбинной установки

В идеализированном виде рабочие процессы газотурбинной установки происходят следующим образом. Воздух из окружающей среды засасывается нагнетателем, сжимается адиабатно до требуемого давления и подается в камеру сгорания, в нее же подается жидкое или газообразное топливо, которое там и сгорает. Продукты сгорания при требуемой температуре, регулируемой количеством подаваемого воздуха (который подается с большим избытком, чтобы обеспечить приемлемые температуры продуктов сгорания), поступают в сопла газовой турбины, где их энергия ь процессе адиабатного истечения преобразуется в кине- [c.93]

Рабочий процесс газотурбинной установки [c.230]

Рабочий процесс газотурбинной установки смешанного типа изображён на фиг. 160. [c.439]

На рис. 18.1 показана принципиальная схема простейшей газотурбинной установки (ГТУ). Рабочий процесс этой установки и термодинамический цикл описаны в гл. И. [c.287]

Во втором издании расширен материал по теории истечения, циклам теплосиловых установок и газотурбинным установкам. Введено представление об эксергии. Рассмотрен рабочий процесс совместно в ступенях паровой и газовой турбин. [c.672]

Исследование элементарного явления или совокупности явлений, составляющих рабочий процесс в машине или аппарате или какую-либо стадию этого процесса, можно осуществить также с помощью физического или технического эксперимента. Такой эксперимент выполняется на специально созданной для этих целей экспериментальной установке, рабочий участок которой устроен так, что позволяет изменять и измерять важные для процесса параметры. Иногда в качестве рабочего участка используется элемент машины или аппарата (например, активная зона ядерного реактора, камера сгорания газотурбинного двигателя). [c.7]

Принципиальная схема. простой газотурбинной установки (ГТУ) изображена на рис. 10.8.а, а цикл, совершаемый рабочим телом, этой установки, в Т, s-диаграмме дан на рис. 10.8,6. Воздух из окружающей среды поступает в компрессор Ку где происходит необратимое адиабатное сжатие (процесс 1—2д). В камере сгорания КС в результате подвода теплоты температура рабочего тела повышается до Гз. Хотя давление в КС немного уменьшается, в настоящей работе так же, как и во всех курсах термодинамики, процесс 2—3 будем считать изобарным. В газовой турбине Т газ расширяется адиабатно необратимо (процесс 3—4д) и выбрасывается в окружающую среду. Давление за турбиной принимаем равным начальному давлению p4=pi. Часть мощности турбины расходуется на привод компрессора, а остальная часть преобразуется в электроэнергию в генераторе Г. [c.254]

Современные газотурбинные установки в основном работают с изобарным подводом теплоты. Теоретически цикл с изобарным подводом теплоты (рис. 7.3, б, в) состоит из процесса адиабатного сжатия воздуха 1-2 в компрессоре 1 (см. рис. 7.3, а), изобарного подвода теплоты 2-3 в камере сгорания 2, процесса адиабатного расширения 3-4 продуктов сгорания в соплах 3, преобразования кинетической энергии струи газа на рабочих лопатках 4 и процесса отвода теплоты 4-1 от газа в окружающую среду при постоянном давлении р - [c.116]

Из выражения (1.209) следует, что термический к, п. д. цикла газотурбинной установки с изобарным подводом теплоты с увеличением степени повышения давления р возрастает, связано это с увеличением средней температуры рабочего тела в процессе подвода теплоты. [c.116]

Введем ряд упрощений, подобных тем, которые были сделаны при изучении циклов двигателей внутреннего сгорания, а именно процессы сжатия и расширения будем считать происходящими по обратимым адиабатам, сгорание топлива заменим обратимым подводом теплоты, а выпуск горячих газов из турбины — обратимым отводом теплоты. При таких упрощениях можно считать, что газотурбинные установки работают Ио определенным циклам. Также примем, что рабочим телом является идеальный газ. [c.252]

Термический КПД газотурбинной установки можно повысить, введя ступенчатый подогрев рабочего тела и ступенчатое сжатие воздуха в компрессоре с охлаждением его между ступенями (рис. 1.35, в). Воздух, всасываемый из атмосферы, сжимается адиабатно (процесс 1Г) в первой ступени компрессора и подается в теплообменник, где охлаждается при постоянном давлении (процесс ГГ ) до первоначальной температуры. После теплообменника сжатие воздуха продолжается (адиабата 1"2) во второй ступени компрессора. Сжатый воздух подогревается в теплообменнике-регенераторе (изобара 28) и поступает в камеру сгорания, в которой получа( т дополнительное количество теплоты (изобара 84) от горячего источника. [c.68]

Термические свойства рабочего агента паротурбинных установок — водяной пар — изучены достаточно хорошо, чего нельзя сказать о свойствах рабочих агентов газотурбинных установок. Применяющиеся в этих установках газы могут обладать самыми разнообразными физическими свойствами и сами циклы, включая процесс сжигания топлива, оказываются более сложными, чем в паротурбинных установках. [c.119]

В обычных паросиловых и газотурбинных установках теплообмен происходит при малых скоростях, позволяющих пренебречь кинетической энергией рабочего тела по сравнению с его теплосодержанием. В комбинированных установках с впрыском воды в газовый тракт теплообмен может возникнуть при значительных скоростях поступательного движения. В некоторых из ранее рассмотренных системах охлаждения лопаточного аппарата неизбежен теплообмен в сжимаемом потоке. Процессы теплообмена в сжимаемых потоках будут приобретать все большее практическое значение в связи с техническим прогрессом. [c.129]

В обычных высоконапорных парогенераторах газотурбинный агрегат не развивает полезной (избыточной) мощности. Газотурбинный цикл в таких установках служит лишь для интенсификации рабочего процесса в топочной камере и конвективных газоходах и только частично повышает тепловую эффективность установки, позволяя увеличить к. п. д. парогенератора за счет снижения температуры уходящих газов до 90—110° С без ухудшения [c.8]

Поскольку в большинстве теплосиловых и холодильных установок приходится иметь дело с непрерывным потоком рабочего тела (вода и ее пар в паротурбинных установках, воздух и продукты сгорания в газотурбинных установках и реактивных двигателях, хладоагенты в холодильных установках), то для удобства анализа работоспособности этих установок представляется целесообразным оперировать понятием работоспособности системы для случая, когда процессы в этой системе совершаются в потоке. [c.312]

В ПГТУ с закрытой схемой могут быть применены наиболее часто используемые в атомных газотурбинных установках газовые теплоносители — гелий и углекислота. Для гелия из-за малого атомного веса удельный весовой расход воды в процессе сжатия получается в несколько раз больше, а для углекислоты, наоборот, меньше, чем для азота (воздуха) или окиси углерода. Поэтому для повышения эффективности работы компрессора с впрыском воды в качестве рабочего газа в ПГТУ целесообразнее всего применять углекислый газ. Но сравнительно малая разность энтальпий смеси углекислого газа с водяным паром, получаемая в турбине, обусловливает увеличение удельного весового расхода (на 1 кВт-ч) смеси. Размеры компрессора и турбины в этом случае будут больше, чем для смеси азота или окиси углерода с водяным паром. [c.13]

Таким образом, у авиационных газотурбинных двигателей имеются достаточно хорошие перспективы совершенствования термодинамических параметров рабочего процесса и повышения эффективности узлов. Кроме того, в силовых установках перспективных летательных аппаратов наряду с традиционными типами и схемами двигателей могут применяться новые типы двигателей и новые компоновочные конструктивные схемы их. [c.219]

Газотурбинная установка открытого процесса — ГТУ, в которую рабочее тело поступает из атмосферы, однократно проходит через все ее элементы и выбрасывается в атмосферу. [c.367]

Газотурбинная установка замкнутого процесса (замкнутая ГТУ) — ГТУ, рабочее тело которой непрерывно циркулирует по замкнутому контуру, а отвод теплоты осуществляется в специальных теплообменниках. [c.367]

Принципиальная схема простой газотурбинной установки (ГТУ) приведена на рис. 2.36, а цикл, совершаемый рабочим телом ГТУ (иногда называемый циклом Брайтона), — на рис. 2.36, б обратимый цикл 1—2—3—4—1 и цикл с необратимыми процессами сжатия и расширения I—2д—3— 4д—1- Процессы 2—3 и 4—1 — изобарные. [c.151]

В газотурбинной установке с замкнутым процессом в качестве рабочего тела, помимо воздуха, могут быть использованы и другие газы с целью повышения эффективности установки. Газотурбинная установка с замкнутым процессом имеет то же число элементов, что и паротурбинная. Воздушному котлу соответствует паровой котел. [c.19]

Рабочим телом, практически применяющимся в газотурбинных установках замкнутого процесса, является воздух, но могут быть применены и другие газы, например аргон, гелий. Принципиальная схема установки дана на рис. П.79. В нагревателе 1 сжигается топливо. Газы, образующиеся при этом, [c.220]

В этом случае продукты сгорания непосредственно контактируют с рабочими лопатками турбины, следствием чего может явиться их преждевременный износ. Поэтому в газотурбинных установках, работающих по разомкнутому процессу, применяются только такие виды топлива, которые содержат минимальное количество взвешенных твердых частиц — золы, окислов, серы и т. д., т. е. в основном жидкое или газообразное топливо. [c.237]

Таким образом, описанный процесс использования тепла отработанных газов, т. е. регенерация, повышает экономичность газотурбинной установки и увеличивает т] . Действительно, тепло д , подведенное рабочему агенту в цикле с регенерацией (сообщенное На участке 5—3, фиг. 8. 20), меньше тепла подведенного в цикле без регенерации (переданного на участке 2—3), на величину др, т. е. [c.184]

Эти особенности установок, работающих по замкнутой схеме, определяют целый ряд их положительных качеств. В частности только такие схемы являются перспективными для использования в установке ядерного горючего. Известно, что экономичность установки во многом зависит от свойства рабочего тела. Если в установках, работающих по разомкнутой схеме, рабочее тело имеет вполне определенные свойства, определяемые процессом горения и не могущие быть изменяемыми в желательном направлении, то в установках с замкнутым процессом подбором рабочего тела можно оказать существенное влияние на экономичность газотурбинной установки. [c.149]

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]

Каков рабочий процесс газотурбинной установки со сгоранием при р = = onst. [c.259]

В идеальном случае, который и будет рассматриваться в дальнейшем, рабочие процессы газотурбинной установки происходят следующим образО М. Воздух из окружающей среды засасывается нагнетателем 2, сжимается адиабатно до требуемого давления и подается в камеру сгорания 5 в нее же подается жидкое или газообразное топливо, iKOTOipoe и oropiaeT в ней. Продукты сгорания при требуемой температуре, регулируемой количеством подаваемого воздуха, поступают на сопла газовой турбины, в которой их энергия в процессе адиабатного истечения преобразуется в кинетическую энергию истекающих из сопел струй, попадающих между лопатками турбины (рис. 7-12). На лопатках турбины кинетическая энергия газа преобразуется в механическую, обусловливающую в.ращение общего вала. В электрическом генераторе эта мехаиичеакая энергия преобразуется в электрическую. [c.100]

Применение твердого топлива или низкосортного жидкого топлива возможно при замкнутом процессе газотурбинной установки, в котором в качестве рабочего тела используется чистый воздух или другой газ, нагреваемый и охлаждаемый на соответствующих участках цикла в поверхностных теплообманниках. [c.237]

Более подробное рассмотрение рабочего процесса пульсирующего двигателя и сравнение его с процессом газотурбинной установки с подводом теплоты при v — onst приводит к выводу о том, что для пульсирующего двигателя и установки с подводом теплоты при V = onst идеальный цикл один и тот же. Этот цикл показан на рис. 97 и 98. Его термический к. п. д. определяется уравнением [c.161]

В тепловых двигателях преобразование теплоты в работу осуществляется при помощи так называемого рабочего тела. Например, в двигателях внутреннего сгорания, а также в газотурбинных установках рассматриваются процессы, в которых рабочим телом является газ. В паровых двигателях рассматриваются процесссы, где рабочим телом является пар, легко переходящий из парообразного состояния в жидкое и, наоборот, — из жидкого в парообразное. [c.12]

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]

Газотурбинные установки на органическом топливе. ГГТУ на органическом топливе работают, как правило, по открытому циклу (рис. 4.21). Действительные процессы, составляющие цикл, происходят с тепловыми, гидравлическими и механическими потерями, рабочее тело (воздух в компрессоре и продукты сгорания в турбине) нельзя считать идеальным газом, химический состав рабочего тела изменяется при [c.202]

На рис. 106, <7, б изображен термодинамический цикл газотурбинной установки, показанной на рис. 105, а иа vp- н 57"-днаграммах. Рабочее тело вначале сжимается в компрессоре по адиабате 1-2, затем к нему подводится теплота при постоянном давлении (п.зобара 3—4), после чего рабочее тело расширяется без теплообмена с внешней средой (адиабата 4-5) до давления окружающей среды. Изобарный процесс 6-1 является процессом отдачи теплоты. холодному источнику теплоты (окружающей среде). [c.290]

Значение воды как компонента эмульгированного топлива не ограничивается только ролью растворителя присадок. В случае применения топливо-водяных эмульсий в газотурбинных установках вода, содержа-ш аяся в топливе, ускоряет и улучшает процесс сгорания топлива благодаря микровзрывам частиц. Кроме того, присутствие воды в топливе в таком количестве, которое не ухудшает процесса сгорания топлива, позволяет полезно использовать пар в качестве рабочего тела в газовой турбине и сократить количество сжатого воздуха и, следовательно, уменьшить затраты мощности на его компремирование и благодаря этому увеличить полезную мощность газовой турбины, что особенно вагкно для покрытия пиковых нагрузок. [c.257]

Может возникнуть вопрос — почему при рассмотрении поршневых двигателей внутреннего сгорания мы считаем процесс выхлопа происходящим по изохоре, а для газотурбинной установки — по изобаре Дело в том, что поршневой двигатель является машиной периодического действия (т. е. параметры рабочего тела в фиксированной точке цилиндра меняются с течением времени), а турбина является машиной непрерывного действия (в стационарном режиме работы параметры рабочего тела неизменны во времени). Следовательно, давление отработавших газов на выходе из турбины всегда постоянно (P4= onst) и близко к атмосферному, тогда как в поршневом двигателе при открытии выхлопного клапана давление в цилиндре снижается до атмосферного практически мгновенно, за время, в течение которого поршень смещается весьма мало (u= onst). [c.331]

Рассмотрим теперь цикл газотурбинной установки со сгоранием при p= onst, с регенерацией тепла и с изотермическим сжатием воздуха. Такой цикл изображен в Т, s-диаграмме на рис. 10-21. При наличии регенерации тепло, отводимое на участке 5-6 изобары pa= onst, подводится к рабочему телу на участке 2-3 изобары pi= onst (следовательно, в Т, s-диаграмме на рис. 10-21 площадь с-б-5-d- равна площади а-2-З-Ъ-а)-, этот процесс символически показан стрелкой на рис. 10-21. [c.337]

Во втором издании (1-е изд. 1958 г.) расширен материал по теории истечения, циклам теплосиловых установок и газотурбинным установкам. Введено представление об эксергии. Рассмотрен совместно рабочий процесс в ступени паровой и газовой турбин. Весь материал переработан и представлен в двух системах единиц (СИ и МКГСС) [c.2]

Компрессором называется машина-орудие для сжатия и пере-меп ения под давлением выше атмосферного различных паро-газообразных тел. В современной технике компрессоры имеют исключительное значение. Сжатый воздух используется как рабочее тело в пневматических двигателях, получивших широкое распространение в самых разнообразных механизмах строительной и горнорудной техники, в машиностроительной и других отраслях промышленности. Газотурбинные установки снабжены компрессором как обязательным элементом. Многие двигатели внутреннего сгорания могут работать только в сжатом воздухе. Подавляю-ш,ее большинство холодильных установок включают в себя компрессоры. Сжатие в компрессорах различных парогазообразных тел является важнейшим составным процессом многих химических производств. [c.119]

Газотурбинная установка, работающая по циклу со сгоранием топлива при постоянном давлении. На рис. 91 показаны схема газотурбинной установки со сгоранием топлива при постоянном давлении и график ее теоретического рабочего цикла, т. е. цикла, протекающего при идеальных условиях работы всех элементов турбины (адиабатность процессов в компрессоре и турбине, полное регулируемое сгорание топлива, отсутствие гидравлических сопротивлений в газовых и воздушных трактах установки). [c.147]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...