Тепловые двигатели и нагнетатели. Ляшков В.И. - 27 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 3.3. Зависимость эффективной
мощности и КПД турбины от
относительного расхода впрыскиваемой
в камеру сгорания воды
1
Т
ОВ
5
ГВ
2
ДГ
В
≈
3
4
6
Рис. 3.4. Схема ГТУ
с внешним сгоранием:
В – воздух; Т – топливо;
ОВ – охлаждающая вода;
ГВ – горячий воздух;
ДГ – дымовые газы
Из рассмотренных схем видно, что неотъемлемой частью ГТУ является компрессор. В ГТУ применяют
осевые компрессоры, которые по сути дела являются обращёнными турбинами. Если в турбине идёт преобра-
зование потенциальной энергии рабочего тела в работу, то в компрессоре – наоборот, подводимая работа транс-
формируется в потенциальную энергию сжатого газа. Здесь основной элемент конструкции, преобразующий
энергию – это расширяющийся диффузор, где в результате торможения пото-
ка газа растёт его давление
p .
3.2. Рабочий процесс и характеристики ГТУ
тобы понять особенности рабочего процесса многоагрегатных установок, рас-
смотрим последовательность термодинамических процессов в основных агре-
гатах ГТУ, приведённой на рис. 3.1, в, отображая их на T–s диаграмме (см.
рис. 3.5).
Атмосферный воздух с давлением р
а
через фильтр попадает на вход ком-
прессора низкого давления, преодолевая гидравлическое сопротивление
фильтра ∆р
ф
. Величина этого гидравлического сопротивления зависит от кон-
струкции фильтра и скорости воздуха в нём и обычно определяется экспери-
ментально.
Процесс сжатия в первом компрессоре начинается при давлении р
1
= р
а
– ∆р
ф
(точка 1). Температура в на-
чале сжатия Т
1
. С учётом потерь на трение процесс сжатия 1–2 идёт по политропе ( ≈n 1,35) и в соответствии со
вторым законом термодинамики смещается вправо от изоэнтропы. Давление на выходе из компрессора будет р
2
= р
1
λ, где λ – степень повышения давления в первом компрессоре. В осевых компрессорах величина λ обычно
лежит в пределах 3…5.
Охлаждение в охладителях происходит практически при р = const, но из-за гидравлических потерь давле-
ние в конце охлаждения (процесс 2–3, например) будет несколько меньшим, чем p
2
(на величину гидравличе-
ского сопротивления этого теплообменника ∆р
ох1
). Расход и температура охлаждающей воды подбираются так,
чтобы воздух охладился практически до температуры T
1
. Итак, р
3
= р
2
– ∆р
ох1
, Т
3
= Т
1
.
Аналогичные процессы (3–4 и 4–5) проходят и в компрессоре среднего давления и во втором охладителе.
Сжатие воздуха в компрессоре высокого давления отображается процессом 5–6. После этого компрессора
сжатый воздух направляется в регенератор, где процесс нагрева воздуха протекает практически при р = const и
он отражён отрезком изобары 6–7. В действительности на выходе из регенератора давление меньше, чем р
6
на
величину гидравлических потерь в этом теплообменнике:
р
7
= р
6
– ∆р
рег
.
Процесс сжигания топлива и подвод тепла в КС1 происходит также при p = const. Здесь тоже есть гидрав-
лические потери, так что и точка 8 сдвигается немного вправо по отношению к предыдущей точке.
Ч
Т
s
Т
1
Т
8
• •
•
• •
•
•
•
•
•
•
•
• • •
q
р
q
р
q
кс2
q
кс1
q
кс3
q
ос
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Рис. 3.5. T–s диаграмма цикла

Страницы