1.2. Цикл гту с регенерацией теплоты

Схема ГТУ с регенерацией показана на рисунке 1.4.

Рис. 1.4. Схема ГТУ с регенератором

Цикл ГТУ в T, S – диаграмме показан на рисунке 1.2б.

В регенераторе температура воздуха повышается до Т_е, определяемой по формуле

(1.7)

КПД определяется по выражению

(1.8)

Пример 2. Представим зависимость (1.8) в виде графиков (рис. 1.5) для двух значений τ и нескольких значений σ на основе расчетов, взятых из таблицы 1.1.

Рис. 1.5. КПД ГТУ с регенерацией при = 0,87; = 0,84; m = 0,275 1 – σ = 0; 2 – σ = 0,2; 3 – σ = 0,5; 4 – σ = 0,8; 5 – σ = 1;

Таблица 1.1

Влияние степени регенерации на характеристики ГТУ

Показатель	Значение σ
	0	0,5	0,75	1,0
	11	6,17	4,12	1
η, %	28,2	32,8	36,1	62
	0	14,0	21,9	54,5

Исходные данные: t_с = 800 °С; t_а = 15 °С (τ = 3,73); = 0,87; = 0,84; m = 0,275; λ = 1.

Анализ приведенных данных показывает, что введение регенерации существенно увеличивает КПД цикла. Расчеты выполнены без учета гидравлического сопротивления регенератора.

Контрольные задания

Ответить в письменном виде на следующие теоретические вопросы

1. Приведите схему ГТУ с регенератором. Опишите процессы ГТУ (рис. 1.1б и 1.4).

2. Дайте оценку влияния степени регенерации на η, φ, Н.

Решить следующие практические задачи

3. Почему кривые (рис. 1.5) сходятся в одной точке?

4. Определить повышение экономичности ГТУ при введении регенерации теплоты (σ) и построить графики КПД установки (η) при разных σ = 0 - 1. Расчеты при λ = 1 и m = 0,275 по форме (табл. 1.1).

5. Построить график оптимального отношения давлений ГТУ с регенерацией теплоты при τ = 4 (по данным рис. 1.5 по своему варианту).

1.3. Влияние температур Та, Тс и кпд агрегатов на характеристики гту Влияние температур Та и Тс

Относительное изменение КПД при изменении τ определяется по формуле

(1.9)

из зависимостей (1.1), (1.2), (1.4) получаем

	(1.10)
	(1.11)

Пример 3. Определить влияние Т_а и Т_с на η, φ, Н.

Исходные данные

Данные таблицы 1.1 при σ = 0: ε_η и η.

Решение

Допустим ε_η = 11; η = 0,282. Найдя φ по формуле (1.4) (φ = 0,290) и подставив значения всех величин в формулу (1.9) получим .

В данном примере изменение τ на 1 % вызывает соответствующее по знаку изменение КПД на 1,12 %.

Для оценки раздельного влияния Т_а и Т_с учтем, что и, следовательно,

. В данном случае .

Если принять Т_а = 288 К и Т_с = 1073 К, то уменьшение температуры воздуха на 10 К вызывает относительное увеличение КПД на 3,9 %. Чтобы достичь такого же результата за счет изменения начальной температуры газов потребуется увеличить Т_с на 37 К.

Подобным способом исследуется влияние Т_а и Т_с на φ, Н.

Так: