Учёт необратимых потерь в процессах сжатия в компрессоре и расширения в турбине

Процессы сжатия в компрессоре и расширения в турбине всегда сопровождаются потерями, связанными с выделением тепла трения, что в адиабатических процессах приводит к возрастанию энтропии. Классическая термодинамика не позволяет количественно вычислить необратимое возрастание энтропии, второе начало термодинамики указывает только на качественную сторону таких процессов. В соответствии с этим можно изобразить действительный цикл газотурбинной установки с учётом потерь, что показано на рис. II.7. При этом предполагается, что давления рабочего тела на выходе из компрессора и на выходе из турбины не изменяются по сравнению с давлениями без учёта потерь.

Учёт потерь в компрессоре и в турбине осуществляется с помощью эмпирических коэффициентов, называемых относительными внутренними КПД

– компрессора:

– турбины:

Значения относительных внутренних КПД берутся из обработки экспериментальных данных по исследованию той или иной серии турбин и компрессоров и лежат в пределах

Из определений относительных внутренних КПД находятся значения действительных температур на выходе из компрессора и турбины:

Вычислим термический КПД действительного цикла ГТУ. Из определения термического КПД и рис. II.7 имеем:

С учётом выражения для термического КПД цикла ГТУ без потерь получаем окончательно

Естественно, при отсутствии потерь, т.е. при , следует

Для характеристики необратимых потерь в цикле обычно вводят понятие относительного внутреннего КПД цикла, определяемого как отношение термического КПД действительного цикла и термического КПД цикла идеализированного, т.е. цикла без необратимых потерь: