- •Вопрос № 1.Метод и законы.
- •Вопрос №2.
- •Вопрос №3.
- •Вопрос №4 Теплоёмкость.
- •Вопрос №5
- •Вопрос №6
- •Второе начало термостатики
- •Вопрос 19.
- •Истечение паров, жидкостей и газов.
- •Истечение сжимаемых жидкостей (паров и газов).
- •Переход через критическую скорость (сопло Лаваля).
- •Особенности истечения из каналов переменного сечения.
- •Дросселирование.
- •Циклы газотурбинных установок (гту)
- •Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания
- •Теплопередача.
- •Основы теории теплообмена.
- •Теплопроводность.
- •Дифференциальное уравнение теплопроводности.
- •Решение:
- •Лучистый теплообмен.
- •Решение:
- •Холодильные установки.
- •Воздушная холодильная установка
- •Аборбционная холодильная установка
- •Газотурбинные установки.
Газотурбинные установки.
Преимущества ГТУ над поршневыми ДВС:
Сразу получается вращательное движение.
Большая единичная мощность.
Меньшая удельная металлоёмкость.
Газовая турбина – лопаточный двигатель, преобразующий энергию потока газа, проходящего через сопловой аппарат и рабочие лопатки турбины, в механическую работу.
Схема газовой турбины:
1 – Направляющий аппарат.
2 – Рабочее колесо турбины.
3 – Рабочие лопатки.
Схема и рабочий процесс простейшей ГТУ:
1 – Воздушный фильтр.
2 – Осевой компрессор.
3 – Пусковое устройство.
4 – Камера сгорания.
5 – Турбина.
6 – Потребитель (центробежный компрессор, генератор электрической энергии, буровая установка).
7 – Топливный газ.
8 – Уходящий газ.
Степень повышения давления . В осевом компрессоре .
Коэффициент избытка воздуха . В осевом компрессоре .
Температура рабочего тела составляет .
Классификация ГТУ:
По термодинамическому признаку:
Г ТУ, работающие по циклы Гемфри (1-2-3-4). . ГТУ такого типа имеют больший коэффициент полезного действия, чем ГТУ, работающие по циклу Брайтона.
ГТУ, работающие по циклу Брайтона (1-2-3`-4).
По организации процесса:
ГТУ, работающие по открытому циклу. В ГТУ такого типа рабочее тело постоянно меняется.
ГТУ, работающие по закрытому циклу. В ГТУ такого типа рабочее тело не меняется.
По конструкции:
ГТУ одновальной конструкции.
ГТУ двухвальной конструкции. Такой тип ГТУ используется в случае переменных режимов работы ГТУ.
ГТУ трёхвальной конструкции. Такой тип ГТУ используется в случае переменных режимов работы ГТУ.
ГТУ, работающие по закрытому циклу.
Преимущества ГТУ, работающей по закрытому циклу: возможность использовать низкокачественное топливо.
С хема ГТУ, работающей по закрытому циклу:
1 – Пусковое устройство (турбодетандер).
2 – Осевой компрессор.
3 – Камера сгорания, печь, тепловое устройство.
4 – Турбина.
5 – Потребитель.
6 – Холодильник.
7 – Трубный пучок.
8 – Вход воздуха.
9 – Вход топлива.
ГТУ двухвальной конструкции.
Преимущества ГТУ двухвальной конструкции: даёт возможность при переменном режиме работы потребителя и силовой турбины поддерживать оптимальный режим работы газогенератора.
Характеристикой таких ГТУ является величина . Чем больше , тем лучше ГТУ.
Схема ГТУ двухвальной конструкции:
1 – Воздушный фильтр.
2 – Осевой компрессор.
3 – Пусковое устройство.
4 – Камера сгорания.
5 – Топливный газ.
6 – Турбина высокого давления.
7 – Турбина низкого давления.
8 – Уходящий газ.
9 – Потребитель (центробежный компрессор, генератор электрической энергии, буровая установка).
Способы повышения эффективности работы ГТУ:
Повышение температуры продуктов сгорания перед турбиной.
Повышение степени сжатия в осевом компрессоре.
Регенерация теплоты, уходящих газов.
Использование многоступенчатого сжатия воздуха с промежуточным охлаждением.
Многоступенчатое расширение продуктов сгорания с промежуточным их подогревом.
Эффективный термодинамический цикл ГТУ.
Ц икл Брайтона 1-2-3-4.
Реальный процесс , где - политропное сжатие; - процесс подвода тепла при непостоянном давлении; - политропный процесс расширения; - процесс отвода тепла при непостоянном давлении.
Регенератор – тепловой аппарат, в котором происходит теплообмен между продуктами сгорания с воздухом, сжатом в компрессоре.
Для регенерации нужно чтобы .
ГТУ могут быть регенеративного и безрегенеративного типов.
ГТУ регенеративного типа.
Преимущества ГТУ регенеративного типа: возможность повысить КПД, вследствие уменьшения расхода топливного газа.
Схема ГТУ регенеративного типа:
, где - нижнее рабочее значение теплоты.