БИЛЕТ 1.

1. Исторический обзор развития паровых турбин. Турбины Герона, Лаваля, Парсонса, и их конструктивные особенности.

Герон- Александрийский инженер широкого профиля , работал до 2000 лет до н.э. Изобрел устройство которое является первым прототипом современных реактивных турбин. Это изобретение представляет собой шар у которого два выхода пара в тангенсальное направлении, вода в сосуде кипела попадала в шар и испускалась через трубки.

Первый прототип одноступенчатой активной турбины с расширяющимися соплами был предложен в 1883 г. шведским инжене­ром Густавом Лавалем. В этой турбине расширение пара происходило только в сопловой решетке одной ступени от начального до конечного давления, что обусловливало очень высокие скорости истечения пара из сопловых каналов. Поскольку для наивыгод­нейшего использования кинетической энергии струи пара окружная скорость рабочих лопаток должна быть примерно в 2 раза меньше абсолютной скорости истечения пара из сопла, турбины Лаваля должны были иметь чрезмер­но большую окружную скорость, а следовательно, и большую частоту вращения. Так, самые малые из турбин Лаваля (диаметр диска 100 мм, мощность около 2,5 кВт) имели частоту вращения 500 с^-1 . Мощность наибольшей из построенных Лавалем турбин не превышала 500 кВт. К тому же эти тур­бины имели очень низкий КПД.

В 1884 г. английский инженер Чарльз Парсонс предложил многоступенчатую реактивную турби­ну, расширение пара в которой происходило не в одной, а в ряде следующих друг за другом ступе­ней, причем не только в сопловых (неподвижных), но и в рабочих (вращающихся) решетках, благодаря чему стала возможна работа машины со значительно меньшими, чем в турбине Лаваля, ско­ростями пара на выходе из сопловых решеток и со­ответственно с меньшими окружными скоростями рабочих лопаток.

В конце XIX в. в связи с развитием электрических машин и широким внедрением электро-энергии раз­витие паротурбостроения пошло быстрыми темпами. Первые паровые турбины в России начали выпускать в 1907 г. на Металлическом заводе в Петербурге.

31. Схема газотурбинной установки и ее реальный цикл. Внутренний кпд гту. Коэф. Избытка воздуха.

Рассмотрим цикл ГТУ в ts-диаграмме, показанный на рис. 12.4, а, без учета потерь давления в воздушном и газовом трактах. Точка а определяет начальные параметры воздуха перед компрессором (р_а, Т_а). Линия ab соответствует процессу сжатия воздуха в компрессоре до параметров р_b и T_b а линия ab' — изоэнтропийному сжатию до того же конечного давления р_b и температуры Т_bt. Линия bc соответствует изобарическому подводу теплоты в камере сгорания; при этом температура воздуха возрастает от T_b, до Т_с. В действительности в камере сгорания имеется снижение давления вследствие гидравлических потерь, поэтому р_с < p_b,. Можно принимать где — коэффициент учитывающий потери дав­ления в воздушном тракте между компрессором и камерон сгорания и в самой камере сгорания= 0,97 ...0,98.

Линия cd изображает процесс расширения газа в турбине до давления p_d. Вследствие потерь давления в газовом тракте за турбиной p_d > р_a. Аналогично предыдущему примем

где — коэффициент, учитывающий потери давления в системах всасывания воздуха (перед компрессором) и выхода газов (за турбиной); = 0,96 ...0,98.

Обозначив , установим зависимость между отношениями давления в компрессоре и турбине:

участок ab он соответствует воздуху, на линии cd -продуктам сгорания, на линии be вдет подвод теп­лоты в результате реакции горения топлива. Линия da — условное замыкание цикла. На самом деле, в точке d продукты сгорания выбрасываются в ат­мосферу, а в точке а другое вещество — воздух — забирается из атмосферы компрессором.

БИЛЕТ 2.