7) Цикл гту с регенерацией с необратимой реальной теплотой. Внутренний кпд цикла с регенерацией.

Отработавшие в газовой турбине газы имеют температуру 450-500град.С  и, таким образом, уносят в атмосферу значительное количество теплоты, часть которой можно использовать в турбине. Для этого служит регенерация теплоты. Применительно к ГТУ эта регенерация заключается в том, что отработавшие в турбине газы пропускают через специальный теплообменник, в котором они отдают часть теплоты воздуху, направляемому после сжатия в компрессоре в камеру сгорания, т.е. регенерация позволяет улучшить использование теплоты в ГТУ, а также повысить термический КПД цикла(КПД t) . 

 

Рис. 6 Цикл ГТУ с регенерацией теплоты в p,v- и T,s – диаграммах 

Количество теплоты  , отдаваемое газом в теплообменнике, соответствует количеству теплоты   , получаемому воздухом в теплообменнике.

Подводимая от внешнего источника теплота

 ,

где   - в идеальном случае.

Отводимая теплота

  ,

Где Tc=Td - в идеальном случае.

Тогда термический КПД для этого цикла

Внутренний КПД газотурбинной установки, работающей по простейшей схеме при наличии регенератора, и полагая С_р = пост.:

где Q_I = С_р (Т₃ – Т₅).

Ƞ_т – турбины и Ƞ_к – компрессора.

где Q_T = C_p (T₃ – T₄); Q_K = C_p (T₂ – T₁); Q_I = C_p (T₃ - T₂).

8. Теория циклов. Термический кпд циклов. Цикл Карно

Термодинами́ческие ци́клы — круговые процессы в термодинамике, то есть такие процессы, в которых совпадают начальные и конечные параметры, определяющие состояние рабочего тела: (давление, объём, температура и энтропия).

Термодинамические циклы являются моделями процессов, происходящих в реальных тепловых машинах для превращения тепла вмеханическую работу.

Компонентами любой тепловой машины являются рабочее тело, нагреватель и холодильник (с помощью которых меняется состояние рабочего тела).

Обратимым называют цикл, который можно провести как в прямом, так и в обратном направлении в замкнутой системе. Суммарная энтропия системы при прохождении такого цикла не меняется. Единственным обратимым циклом для машины, в которой передача тепла осуществляется только между рабочим телом, нагревателем и холодильником, является Цикл Карно. Существуют также другие циклы (например, цикл Стирлинга и цикл Эрикссона), в которых обратимость достигается путём введения дополнительного теплового резервуара — регенератора.

Термический КПД-Отношение работы, совершенной в прямом обратимом термодинамическом цикле, к теплоте, сообщенной рабочему телу от внешних источников.

В общем случае η_t = A_t/Q₁ = (Q₁ – Q₂)/Q₁, где A_t – тепло, преобразованное в цикле в работу; Q₁ – тепло, подведённое в цикле к рабочему телу; Q₂ – тепло, отданное в цикле рабочим телом.

Термический КПД термодинамического цикла показывает, какое количество получаемой теплоты машина превращает в работу в конкретных условиях протекания идеального цикла. Чем больше величинаη_t, тем совершеннее цикл и тепловая машина.

В качестве критерия оценки термодинамических циклов часто используют цикл Карно, потому что КПД тепловой машины Карно максимален в том смысле, что никакая тепловая машина с теми же температурами нагревателя и холодильника не может обладать бόльшим КПД. Формула для расчёта термического КПД данного цикла общеизвестна η_t = (T₁ – T₂)/T₁, где T₁ – абсолютная температура нагревателя; T₂ – абсолютная температура холодильника.

Цикл Карно-основополагающий цикл. При анализе тепловых машин производят сравнение цикла тепловой машины и цикла Карно.

;

Предполагает наличие 2источников теплоты: верхний,нижний.

q1-подвод теплоты от верхнего источника;q2-отвод теплоты от нижнего источника(направлен в окр.среду).

Всю тепловую энергию перевести в механическую невозможно,т.е. КПД 1.

Для тепловых станций КПД не более 50%.