 |
|
Циклы газотурбинных установок
Принципиальная схема простой газотурбинной установки (ГТУ) приведена на рис. 6 и 7. Цикл, совершаемый рабочим телом ГТУ, приведен на рис. 6, где 1-2-3-4-1 − обратимый цикл, 1-2д-3-4д-1 −цикл с необратимыми процессами сжатия и расширения. Процессы 2-3 и 4-1 − изобарные.
Обратимые процессы, совершаемые рабочим телом в турбине и компрессоре, − изоэнтропные; реальные же процессы, сопровождающиеся трением, − необратимы: это процессы 3-4д и 1-2д.
Если теплоемкость Ср газов считать постоянной, то термический КПД обратимого цикла простой ГТУ:
,
где 
− степень повышения давления в компрессоре.
Внутренний КПД цикла с необратимым сжатием и расширением рабочего хода:
,
где 
− степень повышения температуры при обратимом сжатии в компрессоре, 
− внутренние относительные КПД турбины и компрессора.
 | |||
 |
|
|
Рис 6. Принципиальная схема (а) и цикл (б) простой ГТУ
Принципиальная схема и цикл ГТУ с регенерацией теплоты представлены на рис. 7.
а) б)
Рис. 7. Принципиальная схема (а) и цикл (б) ГТУ с регенерацией
Из сравнения схемы такой установки (рис. 7,а)со схемой ГТУ без регенерации (рис. 6,а)видно, что в ней добавлен только регенеративный теплообменник Р,в котором уходящие газы охлаждаются (процесс 4-6),
нагревая при этом воздух, поступающий в камеру сгорания (процесс 2-5).
В схемах ГТУ с многоступенчатым сжатием и расширением рабочего тела воздух сжимается в многоступенчатом компрессоре: после каждой ступени компрессора, кроме последней, воздух охлаждается почти до температуры окружающей среды. Расширение рабочего тела осуществляется многоступенчато: после каждой ступени турбины, кроме последней, воздух попадает в камеры сгорания, где снова нагревается до максимальной температуры в цикле. Обычно число ступеней турбины и компрессора не превышает трех. На рис. 8 изображен цикл ГТУ с двухступенчатым сжатием и двухступенчатым расширением рабочего тела.
 |
Рис. 8. Цикл ГТУ с двухступенчатым сжатием и двухступенчатым
расширением
Цикл ГТУ с двухступенчатым сжатием и двухступенчатым расширением с регенерацией теплоты изображен на рис. 9.
Рис. 9. Цикл ГТУ с двухступенчатым сжатием и двухступенчатым расширением
с регенерацией теплоты