Цикл газотурбінної установки (ГТУ)

Газотурбінні установки мають деякі пе-реваги перед ДВЗ:

1. Простота побудови установки.

2. Відсутність зворотно-поступально-го руху частин установки.

3. Мала вага і габарити установки як наслідок великих швидкостей обе-ртання вала (до 100 тис. об./хв.).

4. Великі потужності в одному агре-гаті.

5. Підвищений термічний ККД.

6. Можливість використання більш дешевих сортів палива.

Ці переваги ГТУ сприяли широкому їх використанню в різних галузях виробницт-ва, у стаціонарній енергетиці, сільському господарстві, авіації.

Розглянемо схему газотурбінної устано-вки.

1 – компресор;

2 – паливний насос;

3 – камера згоряння;

4 – сопловий апарат;

5 – лопатки;

6 – диск;

7 – кожух.

У цій установці протікає роздільне сти-скання повітря і пари. Повітря стискується в компресорі 1 і подається в камеру згоран-ня 3. Туди ж подається паливо паливним насосом 2. Продукти згоряння, які утворю-ються в камері згоряння, потрапляють під великим тиском у сопловий апарат, який призначений для перетворення потенціа-льної енергії потоку газів у кінетичну. З ве-ликою швидкістю потік газів поступає на лопатки турбіни. На лопатках потік з газів змінює напрямок свого руху і віддає свою енергію лопаткам турбіни. І за рахунок цього обертається диск 6, який знаходиться на валу, і вал обертається. З метою економ-мії енергії теплота може проходити через теплообмінний апарат 8, який знаходиться за турбіною. Продукти згоряння потрапля-ють у нього, а потім – в камеру згоряння. Вони мають велику температуру.

Теплообмінний цикл:

1-2 – стиснення робочого тіла;

2-3 – ізобарне підведення теплоти;

3-4 – адіабатне розширення;

4-1 – ізобарне відведення теплоти.

Характеристикою циклу є ступінь під-вищення тиску:

.

Термічний ККД циклу:

.

Де – ступінь збагачення горючої суміші.