![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Схема и цикл газотурбинной установки (ГТУ) с подводом теплоты при постоянном давлении. Способы повышения термического КПД ГТУ.Схема простейшей газотурбинной установки со сгоранием топлива при постоянном давлении изображена на (рис.1). Компрессор 1 засасывает атмосферный воздух, сжимает его и направляет в камеру сгорания 2, в которую через форсунку 3 впрыскивается жидкое топливо; подача топлива производится топливным насосом 4. Часть воздуха в количестве, необходимом для сгорания (с небольшим коэффициентом избытка), подводится непосредственно к форсунке; остальная часть его подмешивается к продуктам сгорания для их охлаждения с понижением температуры на лопатках турбины до 600-800° С. Газообразные продукты сгорания после расширения в соплах 5 поступают на лопатки 6 газовой турбины Т, а затем выбрасываются в атмосферу через выхлопной патрубок 7. Преимущества ГТУ (по сравнению с двигателями внутреннего сгорания): 1.Меньший вес и малые габариты установки при большой мощности. 2.Отсутствие кривошипно-шатунного механизма. 3.Равномерность хода и возможность непосредственного соединения с потребителями работы (эл.генераторами, ц.б.компрессорами и др.). 4.Простота обслуживания. Теоретический цикл газотурбинной установки со сгоранием топлива при р = const и адиабатическим сжатием воздуха в компрессоре изображен на (рис. 2 и 3). 2-3 – подвод теплоты q1 при p = const; 3-4 – адиабатное расширение на газовой турбине; 4-1 – отвод теплоты q2 при p = const. Количество теплоты, подведенное и отведенное от раб.тела: Полезная работа: Термический КПД цикла: Для изобар 2-3 и 4-1 соотношение температур: Степень повышения давления:
Способы повышения термического КПД ГТУ. 1. Действительный процесс отвода тепла в цикле ГТУ является внешне-необратимым процессом, т.к. между выхлопными газами, отдающими тепло, и окружающей средой, воспринимающей его, имеется конечная разность температур. Термический КПД внешне-необратимого цикла можно повысить при помощи регенерации тепла, если только в цикле есть участки, на которых рабочее тело получает и отдает тепло при одинаковых температурах. В цикле газотурбинной установки (рис. 4.) В цикле с регенерацией тепла средняя температура подвода тепла будет выше, а отвода тепла — ниже. Поэтому цикл с регенерацией тепла будет иметь более высокий термический КПД, чем цикл без регенерации тепла. Принципиальная схема газотурбинной установки с регенерацией тепла изображена на (рис.5). 2.Также к способам повышения термического КПД ГТУ можно отнести применение ступенчатого подвода теплоты (рис.6) 2-3 – подвод теплоты при p = const в 1-ой ступени турбины; 3-4 – адиабатное расширение после 1-ой ступени; 4-3' – подвод теплоты при p = const во 2-ой ступени турбины; 3'-4' – адиабатное расширение во 2-ой ступени. Термический КПД в случае ступенчатого подвода теплоты будет больше. 1-2 – адиабатное сжатие в 1-ой ступени компрессора; 2-3 – охлаждение сжатого воздуха при p = const; 3-4 – адиабатное сжатие во 2-ой ступени компрессора. ηtсо многоступенчат.сжатием > ηt На (рис.8)
|