Теоретические основы теплотехники - 68 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

че изобары, и значит в карбюраторном двигателе будет подводиться больше тепла и совершаться боль-
ше работы на величину заштрихованной площади. Отсюда вывод: изохорное сжигание эффективнее
изобарного.
Однако в действительности названные двигатели работают
при разных степенях сжатия, и практический интерес представляет
сравнение их эффективности при одинаковых максимальных тем-
пературах сгорания, поскольку именно они и определяют в основ-
ном температурную напряженность машины. В этом случае на T–s
диаграмме должны совпадать точки 3. На рис. 1.69 показано такое
сопоставление при одинаковых количествах отводимого за цикл
тепла. Из рисунка понятно, что в этом случае эффективность ди-
зельной машины выше. Эффектив-
ность двигателя со смешанным подводом тепла занимает проме-
жуточное положение, и чем большая доля тепла подводится при p
= const, тем она ближе к наибольшей.
Конечно же, наиболее ценные результаты дает сопоставление
циклов при одинаковых максимальных температурах и одинаковых расходах топлива (одинаковых ко-
личествах подводимого за цикл тепла). Однако сделать это с помощью T–s диаграммы практически не-
возможно, ибо пришлось бы так подбирать количества отводимого тепла, чтобы площади каждого из
сравниваемых циклов были одинаковы. Однако такой анализ может быть легко проведен численным спо-
собом на компьютере [12].
1.7.4 Циклы газотурбинных установок
У всякой пташки свои замашки
Русская поговорка
азотурбинные установки (ГТУ) также относятся к двигателям внутреннего сгорания. Упрощенная
схема проточной ГТУ приведена на рис. 1.70. Здесь жидкое топливо впрыскивается, распыливается и
сгорает в специальной камере сгорания 3, откуда продукты сгорания через сопловой аппарат направля-
ются на лопатки турбины 5. На одной оси 4 с турбиной устанавливают турбокомпрессор 6, подающий
воздух в камеру сгорания, и топливный насос 1, обеспечивающий необходимые давление и расход топ-
лива. Жидкое топливо впрыскивается и распыливается через форсунку, воздух направляют в камеру
сгорания через специальное сопло. Образующаяся в результате разложения и испарения топлива горю-
чая смесь поджигается с помощью специальной электрической свечи 2.
При непрерывной работе всех агрегатов в камере сгорания обеспечивается сжигание топлива при p
= const и такие установки называют проточными. Отдав в турбине большую часть своей энергии, про-
дукты сгорания выбрасываются в атмосферу, унося с собой теплоту q
2.
Так что и здесь в действительно-
сти нет замкнутого цикла. Идеализируя картину, это отвод тепла заменяют равновесным изобарным
процессом, замыкая тем самым цикл.
р–v диаграмма такого цикла показана на рис. 1.71. Как и у обычных компрессоров, процесс сжатия
1–2 протекает по политропе с показателем n
1
, лежащем в интервале 1 … k, но ближе к единице. Далее
следует процесс сгорания 2–3, в результате которого подводится тепло и объем рабочего тела сущест-
венно увеличивается. Процесс расширения в турбине тоже политропный с показателем n
2
(1 < n
2
< k, но
n
2
ближе к k). Замыкает цикл процесс отвода тепла 4–1.
Основными характеристиками цикла, определяющими его эффективность, кроме показателей по-
литроп n
1
и n
2
, являются степень повышения давления в компрессоре β = р
2
/ р
1
и степень предваритель-
ного расширения газа в камере сгорания ρ = v
3
/ v
2
. Обычно известны также давление и температура газа
на входе в компрессор р
1
и Т
1
.
Параметры газа в узловых точках цикла находят по формулам, связывающим их в политропном и
изобарном процессах:
1
1
1
p
RT
v =
; p
2
= β p
1
;
1
)/( nn
TT
1
12
1
−
β= ;
2
2
2
p
RT
v =
; p
3
= p
2
; v
3
= ρ v
2
;
Г
1
p
v
2
4
n
1
n
2
p
p
2
1
=β
v
v
3
2
=ρ
3
q
2-3
q
4-1
••
••
Рис. 1.71 р–v диаграмма
проточной газотурбинной

Страницы