Отличие реального цикла от идеального

Реальные циклы ГТУ отличаются от идеальных тем, что в действительных циклах учитываются неизбежные тепловые потери.

В реальных условиях все процессы в ГТУ являются необратимыми, что оказывает большое влияние на характеристики установки. Необратимость реальных процессов вызвана:

           а) потерей располагаемой работы в турбине и компрессоре, которые оцениваются внутренними (адиабатическими) КПД турбомашин;

           б) потерями давления рабочего тела в тракте ГТУ, которые определяются коэффициентом гидравлических потерь.

           На рис. 3.10 Действительный процесс расширения изображен линией 3-4, а действительный процесс сжатия – линией 1-2. Точками 2_t и 4_t отмечено состояние газа соответственно в конце изоэнтропийного расширения и сжатия, точкой н – параметры окружающей среды

Отличие реального цикла ГТУ от идеального;

   1)сжатие воздуха в компрессоре происходит не по адиабате 1-2_t, а по некоторой политропе 1-2 и затрачиваемая в компрессоре работа идет не только на повышение внутренней энергии воздуха, а частично расходуется на компенсацию потерь. Работа компрессора в действительном цикле больше, чем в идеальном.

Адиабатный КПД компрессора - это отношение количество работы, расходуемой в идеальном компрессоре к количеству работы в реальном компрессоре, где происходит политропное сжатие:

,

Рис. 3.10. Реальный цикл ГТУ в Ts и pv -диаграммах

     2)расширение рабочего тела в газовой турбине происходит не по адиабате 3-4_t, а по некоторой политропе 3-4.

При этом внутренняя энергия рабочего тела расходуется не только на совершение полезной работы, на и частично на преодоление всяких сопротивлений.

Полезная работа реальной турбины меньше полезной работы идеальной турбины.

Адиабатический КПД турбины - это отношение количества полезной работы, получаемой в реальной турбине к количеству полезной работы, получаемой в идеальной турбине:

      3)вследствие потерь давления в тракте ГТУ степень повышения давления в компрессоре p_к=р₂/р₁ больше, чем степень понижения давления в турбине p_Т=р₃/р₄. Можно записать p_Т = n·p_К, коэффициент, характеризующий общие потери давления. Для ГТУ, выполненной по простой схеме

n = (1-x_вх)·(1-x_к-т)/(1+x_вых),

где в соответствии с обозначениями на рис. 3.10

x_вх = Δр_вх/р_н; x_к-т = Δр_к-т/р₂; x_вых = Δр_вых/р_н.