Цикл ГТУ с подводом теплоты при постоянном объёме

В цикле ГТУ с подводом теплоты при постоянном объёме, в отличие от установки ГТУ с подводом теплоты при p = const, топливо и воздух подаются в камеру сгорания периодически, и поток продуктов сгорания к газовой турбине становится пульсирующим. На рис. 10.3 изображена принципиальная схема ГТУ V = const. Сжатый компрессором К воздух поступает в камеру смешения Ксм, куда насосом ТН подаётся топливо.

Из камеры смешения через клапан кл1 рабочая смесь поступает в камеру сгорания КС, где с помощью запальника воспламеняется и горит при V = const. После этого открывается клапан кл2 и происходит адиабатический процесс расширения продуктов сгорания на лопатках газовой турбины ГТ. Изобразим данный цикл в p - v и T - s координатах (рис. 10.4). Процессы: 1 – 2 – адиабатное сжатие воздуха в компрессоре; 2 – 3 – изохорный подвод теплоты в камере сгорания; 3 – 4 –адиабатное расширение продуктов сгорания в газовой турбине; 4 – 1 – изобарный отвод теплоты в окружающую среду.

Определим термический КПД данного цикла. Характеристиками ГТУ с подводом теплоты при V = const являются степень повышения давления в процессе изохорного подвода теплоты l = и степень повышения давления в процессе сжатия b = :

. (10.7)

Выразим T ₂, T ₃ и T ₄ через T ₁, b и l. T ₂ найдём, записав уравнение адиабатного процесса сжатия 1 – 2:

, . (10.8)

T ₃ выразим из уравнения изохорного процесса 2 – 3:

, . (10.9)

 

T ₄ найдём из уравнения процесса 3 – 4 адиабатного расширения продуктов сгорания

, ,

. (10.10)