Чт. Май 23rd, 2024

В современных установках процесс подвода тепла (процесс сгорания) проходит, как правило, при p=const.

На рис. 8.5 изображены схема и цикл простейшей судовой ГТУ. Со сгоранием топлива при p=const внешний воздух засасывается турбокомпрессором (в точке 1) и адиабатно сжимается до давления р2, после чего нагнетается в камеру сгорания. Туда же впрыскивается жидкое топливо, которое сгорая в обогащённой воздухом среде образует (при р=const) продукты сгорания высокой температуры (процесс 2-3). Продукты сгорания поступают в турбину, расширяются (при Δq = 0) с понижением давления до атмосферного (процесс 3-4) и выбрасываются во внешнюю среду. Работа производится при расширении продуктов сгорания в турбине. Термодинамический принцип преобразования тепловой энергии в механическую такой же как и в ДВС.

1

Рис. 8.5. Схема и цикл судовой ГТУ

Важными характеристиками цикла являются: степень повышения давления в компрессоре β = p2/p1 и степень изобарного расширения c = v3/v2. В газовой турбине возможно полное расширение газа до атмосферного давления, что увеличивает термодинамический кпд η.

Учитывая соотношения для адиабат 1-2 и 3-4 можно записать:

2

отсюда

3

Тогда значение термодинамического кпд:

4

Анализируя зависимость (8.11) можно увидеть, что термодинамический кпд повышается при увеличении степени сжатия.

Для идеального цикла ГТУ с изобарным подводом тепла определить параметры рабочего тела в характерных точках цикла, количество отводимой теплоты, работу цикла и термический КПД цикла, если начальные параметры рабочего тела (воздуха) p1 = 0,1 МПа, t1 = 27°C, степень повышения давления в компрессоре b=6. Количество подводимой теплоты q1 = 210 кДж/кг.

Цикл ГТУ изображен на рис. 8.5. Из соотношения для адиабатного процесса 1-2 определяем температуру в точке 2:

5

Удельный объем в точках 1 и 2:

6

Температуру точки 3 определяем из выражения:

q1 = cP(T3 – T2),

откуда

7

Так как процесс изобарный, p3 = p2.

Удельный объем в точке 3:

8

Температура в точке 4:

9

Удельный объем в точке 4:

10

Тепло, отведенное в процессе 4-1:

q2 = cp(T4 – T1) = 1000·(425 – 300) = 125000 Дж/кг.

Работа цикла:

l = q1 – q2 = 210000 – 125000 = 85000 Дж/кг.

Термический КПД цикла:

η = 1 — q1 = 0,40.

От content

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *