Циклы газотурбинных двигателей

           Циклы газотурбинных двигателей (ГТД) могут быть с подводом теплоты при p=const и v=сonst.

7.1. Цикл ГТД с подводом теплоты при p=const

Схема одновального ГТД с подводом теплоты при p=const представлена на рис.10.1, а его цикл в координатах vp, sT и sh – на рис. 10.2.

К – компрессор; КС – камера сгорания; ГТ – газовая турбина; Р – понижающий редуктор.

 

 

Рис. 7.1

Рис. 7.2

    Обозначения:

 - степень повышения давления в компрессоре;

 - степень понижения давления в турбине,

без учета гидравлических потерь ;

 - степень предварительного расширения;

 - степень повышения температуры в цикле.

Выражения температур в характерных точках цикла

;  ;       .

Термический КПД и удельная работа цикла

;             ;

;                           (7.1)

 =

= ;

.        (7.2)

Оптимальная по удельной работе степень повышения давления определяется из уравнения:

. (7.3)

7.2. Цикл ГТД с подводом теплоты при V=const

Цикл с подводом теплоты при V=const в координатах vp и sT

показан на рис. 7.3.

           Выражения температур в характерных точках цикла

; ,

где l - степень повышения давления при подводе теплоты;

;

.

 

Рис. 7.3

Термический к.п.д и удельная работа цикла

.

Так как , то

                                          7.4)

.  (7.5)

Зависимость показателей циклов ГТД от степени повышения давления и максимальной температуры.

 

Влияние  и  на показатели цикла ( и ) показано на рис.7.4.

подвод  при ;

подвод  при ;

1 – при 1000 К ( 3,82);

2 – при 1300 К ( 4,51);

3 – при 1500 К ( 5,21).

Цикл с подводом теплоты при V =const по  имеет преимущество. Однако из-за большей сложности конструкции, меньшей  и дополни-тельных потерь в реальном двига-теле этот цикл не получил практи-ческого применения.

Рис.7.4.

Повышение  достигается применением регенерации теплоты и приближением цикла к обобщенному циклу Карно.