2014-02-24
1246
Газотурбинные установки находят широкое применение в различных отраслях народного хозяйства из-за возможности получения большой мощности (до 100 тыс. кВт) в одном агрегате малого габарита. В отличии от поршневых ДВС, где процессы сжатия, подвода теплоты и расширения осуществляются в одном и том же цилиндре, в газотурбинных установках эти процессы происходят в различных элементах установки, последовательно расположенных по потоку рабочего тела (рис. 11). Газотурбинная установка работает следующим образом: пусковой двигатель 6 через соединительную муфту 7 раскручивает вал турбины 1 и барабан компрессора 2. Наружный воздух, поступающий в компрессор, сжимается по адиабате, и после сжатия проходит регенератор 4. В регенераторе воздух нагревается за счет теплоты отработанных газов, выходящих из турбины. Подогретый воздух проходит в камеру сгорания 5, сюда же насосом подают топливо. Топливо сгорает, и из камеры горения газы поступают в сопла турбины, где они с большой скоростью адиабатно истекают на лопатки рабочего колеса и приводят во вращение ротор турбины. Полученная энергия снимается с вала в виде эффективной мощности. Отработанные газы по выходе из турбины направляются в регенератор, где отдают свою теплоту на подогрев воздуха.
Рис. 11. Принципиальная схема газотурбинной установки
с регенерацией теплоты
В газотурбинных установках, также как в ДВС, подвод теплоты к Рабочему телу может осуществляться при постоянном давлении и при постоянном объеме. При постоянном давлении (рис. 12, а) теплота подводится в непрерывном потоке сжатого воздуха, а при постоянном объеме (рис. 12, б) –– в камере специальной конструкции, которая периодически отключается от газовой турбины, так что поток рабочего тела оказывается пульсирующим. Причем, первые с практической точки зрения более эффективны.
Рис. 12. Индикаторные диаграммы работы газотурбинной установки: 1–2 –– адиабатное сжатие воздуха; 2–3 –– подвод теплоты в регенератор и сгорание смеси; 3–4 –– адиабатное расширение рабочего тела при истечении из сопл; 4–1 –– отвод теплоты в регенераторе
При условии равенства теплоты отданной в регенераторе отработанными газами и теплоты полученной в регенераторе воздухом, к. п. д. газотурбинной установки определяется:
с подводом теплоты при 
;
или 
,
где 
–– степень сжатия; 
–– степень предварительного повышения давления;
с подводом теплоты при 
,
где 
–– степень сжатия; 
–– степень повышения давления.
