double arrow

Циклы ГТД со ступенчатым подводом теплоты


По условиям прочности значение максимальной температуры газа перед турбиной у газотурбинных двигателей ограничивается. Это ограничивает получаемую работу цикла и, следовательно, при заданных размерах двигателя, его тягу (или мощность). Увеличить можно, применив ступенчатый подвод теплоты q .

   
Рис. 6.8. Схема ТРДФ Рис. 6.9. Цикл ТРДФ  

Один из вариантов цикла со ступенчатым подводом теплоты применяется в авиационных турбореактивных двигателях (ТРДФ), в которых одна камера сгорания размещена перед турбиной, а вторая, форсажная камера сгорания, - за турбиной (рис. 6.8). Термодинамические процессы протекают в этом двигателе в такой последовательности (рис. 6.9):

- процесс 1-2 – адиабатное сжатие воздуха во входном устройстве и компрессоре;

- процесс 2-3 – изобарный подвод теплоты q в основной камере сгорания;

- процесс 3- Т - адиабатное расширение газа в турбине;

- процесс Т-3ф - изобарный подвод теплоты q в форсажной камере сгорания;

- процесс 3ф-4ф - адиабатное расширение газа в сопле;

- процесс 4ф-1- изобарный отвод теплоты q в атмосферу.

В ТРДФ температура газа в форсажной камере сгорания обычно больше его температуры перед турбиной из-за отсутствия ограничений, связанных с прочностью турбины. Если форсажная камера сгорания выключена, то двигатель работает как ТРД с циклом Брайтона 1-2-3-4.




ТРДФ по сравнению с ТРД создаёт большую тягу (из-за увеличения работы цикла), но проигрывает в экономичности, так как при ступенчатом подводе теплоты термический КПД цикла снижается.

Для доказательства рассмотрим два цикла: цикл A (1-2-3-4)и цикл B (4-Т-3ф-4ф), которые вместе, как видно на рис.6.9, составляют цикл (А+В) со ступенчатым подводом теплоты. Степень повышения давления в цикле B меньше, чем степень повышения давления в цикле A. Поэтому и термический КПД цикла B будет меньше, чем цикла A. Следовательно, преобразование подведённой теплоты в работу у составного цикла (цикла со ступенчатым подводом теплоты) в целом будет протекать с меньшим КПД, чем у исходного цикла A

<

 







Сейчас читают про: