![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
ГТУ сохлаждением при сжатии
Идеальный цикл.
Отвод теплоты в процессе сжатия приводит к уменьшению работы компрессора и к увеличению полезной работы ГТУ, а также к росту подведенной в камеру сгорания теплоты. Воздух в ГТУ можно охлаждать равномерно в процессе сжатия, например при интенсивном охлаждении корпуса компрессора водой, или только между ступенями компрессора (в ГТУ на базе авиационных двухконтурных двигателей между компрессором низкого давления и компрессором высокого давления), направляя воздух в промежуточные холодильники. Процесс сжатия можно осуществить с отводом теплоты по изотерме АО, рис.4 и сравним экономичность такого цикла с экономичностью цикла при адиабатном сжатии АК. Параметрам цикла с изотермным сжиганием топлива присвоим индекс “из”. В этом случае работа компрессора Для определения соотношения КПД циклов, проведя из точки Сравнивая его с циклом при изотермной сжатии, получим КПД обоих циклов с адиабатным сжатием одинаковы:
Следовательно, Доказательство принадлежит академику Б.С. Стечкину. Следует особо выделить, что этот вывод справедлив только для идеальных циклов простых ГТУ. Действительный цикл ГТУ Произведем сравнение экономичности двух простых ГТУ, в одной из которых сжатие осуществляется без теплообмена, а в другой с непрерывным охлаждением, при этом температура воздуха в процессе сжатия остается постоянной. Предположим, что КПД обоих процессов одинаковы. Построим оба цикла p, v - координатах, рис. 7. Рис.7. Сравнение цикла ГТУ с охлаждением и без. Идеальная работа сжатия по теплоперепаду НК» площади 12КlАl, идеальная работа сжатия с охлаждением по теплоперепаду НКО » площади12КlОАl, идеальная работа расширения по теплоперепаду НТ» площади 12 Г ¢ Т ¢. Адиабата АК и изотерма АКО, точка адиабата Т Г, при этом точка Т соответствует: обозначим при текущем давлении Используя соотношение Аналогично можно показать, что действительная работа компрессора с охлаждением
а полезная работа турбины
Работа действительного цикла при сжатии без охлаждения
а работа цикла при сжатии с теплоотводом
Таким образом, получили еще одно геометрическое выражение работы действительных процессов в координатах Следовательно, всегда можно найти такие значения КПД узлов На рис. 8 приведено изменение КПД Следует отметить, что при идеальных процессах сжатия и расширения
Рис.8. Сравнение экономичности цикла ГТУ с охлаждением и без.
Этот вывод несправедлив для ГТУ работающих по более сложному циклу, например с регенерацией, или для ГТУ периодического сгорания. При увеличении p с введением охлаждения в процессе сжатия можно повысить КПД простой ГТУ по сравнению с ГТУ без охлаждения, при этом, однако, возрастут размеры, масса и стоимость лопаточных машин и установки в целом.
|