Тема 14 Циклы газотурбинных установок

Цель: уметь определять с помощью диаграмм термодинамические циклы ГТУ, находить параметры состояния в характерных точках, определять термический кпд каждого цикла ГТУ и знать, как можно увеличивать кпд цикла ГТУ.

План:

1 цикл ГТУ с подводом теплоты при постоянном объеме

2 цикл ГТУ с подводом теплоты при постоянном давлении.

Принципиальная схема ГТУ с подводом теплоты при P=const.

Рисунок 7.1 - Принципиальная схема ГТУ при P=const

Принцип действия: в камеру сгорания 1 через форсунки 6 и 7 непрерывно поступают воздух из турбокомпрессора 4 и топливо из топливного насоса 5. Из камеры продукты сгорания направляются в комбинированные сопла 2, в которых рабочее тело расширяется до давления, близкого к атмосферному. Из сопл продукты сгорания поступают на лопатки газовой турбины 3,а затем выбрасываются в атмосферу через выхлопной патрубок.

Диаграммы P-V и T-S ГТУ с подводом теплоты при V=const

Рисунок 7.2 - Диаграммы P-V и T-S с подводом теплоты при V=const

Процессы: 1-2адиабатное сжатие воздуха; 2-3 подвод теплоты при P=const; 3-4 адиабатное расширение; 4-1 отвод теплоты в атмосферу.

Характеристика цикла:

Β-степень сжатия: (7.1)

p-степень повышения давления (7.2)

подведенная теплота :(7.3)

отведенная теплота: (7.4)

термический кпд цикла: (7.5)

вывод: с увеличением β увеличивается и η_t

2 Принципиальная схема ГТУ с подводом теплоты при V=const.

Рисунок 7.3 - Принципиальная схема ГТУ при V=const.

Принцип действия: сжатый в турбокомпрессоре 6 воздух поступает из ресивера (сосуда большой вместимости для выравнивания давления)7 через воздушный клапан 8 в камеру сгорания 1.Сюда же топливным клапан 9 подается жидкое топливо. Продукты сгорания, пройдя через сопловый клапан 2,расширяются в сопле 3 и приводят во вращение ротор газовой турбины 4.Для осуществления периодического процесса горения необходимо управляемые клапаны 8 и 9 в определенные периоды времени. Процесс горения производится при закрытых клапанах 2 и 8.Воспламенение топлива происходит от электрической искры. После сгорания топлива давление в камере 1 повышается, открывается сопловой клапан 2 и продукты горения направляются в сопло 3,где и расширяются до конечного давления.