3. Идеальный цикл Брайтона. Кпд и работа идеального цикла, коэффициент полезной работы.

ГТУ ПРОСТОЙ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ. Схема и идеальный цикл ГТУ простой тепловой схемы. Удельная работа цикла. Коэффициент полезного действия. Идеализация цикла с реальным рабочим теломГТУ служит для превращения энергии теплоты в мех. работу. При этом рабочее тело совершает определенный термодинамический цикл, состоящий из ряда процессов, осуществляемых в различных узлах ГТУ. В ГТУ входят компрессор К, камера сгорания КС, турбина Т и узел нагрузки Н. КВОУ- комплексное воздухоочистительное устройство, в к-ом происходит очистка воздуха.

Идеальный цикл ГТУ, называемый циклом Брайтона, который мог бы быть осуществлен идеальным газом. НК – изоэнтропическое сжатие, КГ – подвод тепла при постоянном давлении, ГТ – расширение пара в турбине. Работа и теплота отнесены к 1 кг газа и называются удельными. Подведенное тепло q₁=S_1КГ21, отведенное тепло q₂=S_1НТ21, полезная работа цикла L_Ц=S_НКГТН=q₁-q₂. , Так как , и учитывая, что процессы изоэнтропических расширения и сжатия происходят между одинаковыми уровнями давлений и () и, следовательно,, то работа цикла может быть записана в виде -степень подогрева в цикле, энт. атм. воздуха - - выражение уд. полез. работы цикла показывает, что величины и являются основными параметрами рабочего процесса в цикле. Из выражения видно, что увеличение степени подогрева всегда приводит к росту работы цикла. Сущ-т оптимальное значение , при к-ом работа цикла будет максимальной. При - , при - , т.к. и не будет происходить подвода тепла. , . Оптимальное значение при . Максимальная удельная работа цикла .

КПД идеального цикла (термич. КПД) показывает какая часть подведенной в цикле теплоты превращается в работу.

Термич. КПД зависит только от степени повышения давления в цикле и монотонно увеличивается с ростом . при .Идеализация цикла с реальным рабочим телом. Для оценки степени совершенства двигателя и возможности улучшения его узлов правильнее сравнивать параметры реального двигателя с параметрами идеального цикла, которые определены с учетом действительных значений теплоемкости.

Штриховыми кривыми изображена работа цикла в предположении постоянной теплоемкости , а штрихпунктирными – в предположении постоянной теплоемкости . Сплошные кривые соответствуют работе, определенной по теплоемкости, рассчитанной в зависимости от состава и температуры газа с учетом диссоциации, наступающей при температуре , а пунктирные – с учетом еще и давления при . Влияние давления на теплоемкость характеризуется отклонением пунктирных кривых от сплошных.

Приведенные данные указывают, что параметры идеального цикла при переменной теплоемкости необходимо рассчитывать с учетом состава газа, температуры, давления и диссоциации, если идеальный цикл используется как для оценки степени совершенства действительной ГТУ.

4. Осевой компрессор. Конструктивная схема. Процесс сжатия в ступени компрессора в t-s координатах.

Основными принципиальными элементами устройства осевого компрессора являются расположенные попарно венцы вращающихся и неподвижных лопаток. Каждый венец вращающихся лопаток образует рабочее колесо (РК), а каждый венец неподвижных лопаток - спрямляющий аппарат (СА).Каждая пара РК и СА представляет собой ступень компрессора, т.е. секцию, в которой полностью реализуется его принцип действия с соответствующим повышением давления. Сочетание ступеней в осевом компрессоре осуществляется конструктивно сравнительно просто, поскольку в нем каждая частица воздуха движется по траекториям, почти равноотстоящим от оси компрессора (отсюда компрессоры и получили название осевых). При допустимом уровне гидравлических потерь возможное повышение давления в одной ступени относительно невелико, поэтому компрессоры всегда выполняются многоступенчатыми. Благодаря сжатию воздуха плотность его в каждой ступени возрастает, и при неизменном массовом расходе, объемный расход воздуха падает. Поскольку осевая скорость движения воздуха в компрессоре изменяется несильно, то это приводит к необходимости уменьшения проходных сечений, поэтому высоты лопаток по ходу движения воздуха уменьшаются.