Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Циклы газотурбинных установок
Газотурбинная установка (ГТУ) представляет собой тепловой двигатель, основным элементом которого является газовая турбина. Кроме того, в схему простейшей ГТУ (рис. 3.14) входят камера сгорания и воздушный компрессор. Принцип работы такого теплового двигателя состоит в следующем. Наружный воздух сжимается в компрессоре и подается в камеру сгорания, куда одновременно подается и топливо. Образующиеся продукты сгорания направляются в газовую турбину, где, расширяясь до давления окружающей среды, производят работу и выбрасываются наружу. Механическая энергия, выработанная в газовой турбине, с помощью генератора превращается в электрическую. Процесс горения в камере сгорания может быть организован двумя различными путями: при постоянном давлении (p = const) и постоянном объеме В первом типе ГТУ процессы подачи топлива и воздуха, а также горения и истечения осуществляются непрерывно. Для осуществления сгорания топлива при v = const во втором типе установок камеру сгорания после наполнения ее горючей смесью необходимо отключать, закрывая впускные и выпускные клапаны. Затем производится зажигание рабочей смеси искровым электрическим разрядом, ее горение при постоянном объеме, после чего продукты сгорания выпускаются из камеры в газовую турбину. Для снижения пульсации давления ставят несколько камер сгорания на одну турбину. Рассмотрим идеализированные термодинамические циклы газотурбинных установок. Цикл с подводом тепла при р = const (рис. 3.15) состоит из адиабаты 1 – 2 сжатия воздуха в компрессоре, процесса 2 – 3 изобарного подвода тепла q1, адиабаты 3 – 4 расширения газов в проточной части турбины и изобары 4 – 1 отвода тепла q2. Ошибка! Ошибка связи. Ошибка! Ошибка связи. Рис. 3.15 Рис. 3.16 Термический КПД цикла определяется по общей формуле: . (3.33) Поскольку , то T4 / T2 = T3 / T2 и запись формулы (3.33) приобретает вид: . (3.34) Обозначив степень повышения давления в компрессоре p2 / p1 = σ, а степень сжатия, как и прежде, v1 / v2 = e, получаем окончательное выражение для термического КПД цикла ГТУ с подводом тепла при постоянном давлении:
. (3.35) Термический цикл газотурбинной установки с подводом тепла при Найдем термический КПД этого цикла: . (3.36) Для изохоры 2 – 3 T3 / T2 = p3 / p2 = λ. Для изобары 4 – 1, используя уравнение адиабат: ; , получим: . (3.37) После подстановки полученных выражений для отношений температур в уравнение (3.36) имеем: . (3.38) Проведем сравнение циклов ГТУ с помощью Т, s-диаграммы, считая Если принять одинаковыми степени сжатия, то точка 2 будет общей для обоих циклов. Так как процесс v = const протекает круче, чем р = const, то при изохорном подводе тепла работа цикла будет больше, поэтому ηt v > ηt p. Если сравнить циклы из условия равенства максимальных температур конца процесса горения T3 = idem, тогда совместятся точки 3. Как видно из диаграммы на рис. 3.18, в этом случае КПД цикла с изобарным подводом тепла будет больше, т.е. ηt p > ηt v. Ошибка! Ошибка связи. Ошибка! Ошибка связи. Рис. 3.17 Рис. 3.18 В силу особенностей работы газовых турбин, проточная часть которых непрерывно находится в потоке горячих газов (в отличие от ДВС, где цилиндры наполняются холодным воздухом), температура продуктов сгорания T3, направляемых в турбину, лимитируется термостойкостью материала лопаток. Поэтому второй случай сравнения имеет решающее значение. Учитывая и то, что осуществление процесса горения при v = const требует более сложного конструктивного исполнения установки, в настоящее время предпочтение отдается ГТУ с подводом тепла при р = const. В заключение отметим преимущества и недостатки газотурбинных установок в сравнении с поршневыми двигателями внутреннего сгорания.
1. Цикл ГТУ более совершенен, так как в нем осуществляется полное расширение газов до давления окружающей среды, тогда как в циклах ДВС происходит изохорный отвод тепла, приводящий к потере работы расширения. 2. ГТУ имеют ηt ниже, чем ДВС, так как достижимая температура подвода тепла у них много меньше, чем у ДВС (примерно на 1000 °С). 3. ГТУ могут достигать единичной мощности 100 – 200 МВт, в то время как мощность ДВС обычно не превышает 3 МВт. 4. ГТУ имеют хорошую динамическую уравновешенность, поскольку не имеют масс, движущихся возвратно-поступательно, как у ДВС. 5. ГТУ при необходимости могут иметь скорость вращения до 6. В ГТУ возможно применение более дешевых видов топлива, чем в ДВС, поэтому несмотря на более низкий эффективный КПД их эксплуатация оказывается более экономичной, чем ДВС.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-12; просмотров: 46; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.217.194.39 (0.005 с.) |