8.5. ЦИКЛЫ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК. Газотурбинные установки (ГТУ) имеют многие важные преимущества по сравнению с поршневыми д

с подводом теплоты при постоянном давлении приведена на рис. 9.1. Рассмотрим принцип действия установки.
В камеру сгорания (КС) через форсунки поступают воздух из осевого компрессора (ОК) и топливо из топливного насоса (ТН). Из камеры сгорания горячие газы через комбинированные сопла направляются на лопатки газовой турбины (ГТ), а затем выбрасываются в атмосферу. ЭГ – электрогенератор.
Идеальный цикл ГТУ с подводом теплоты при постоянном объеме в pv– и Ts – диаграммах представлен на рис. 9.2 и 9.3.
В адиабатном процессе 1–2 происходит сжатие рабочего тела от параметров точки 1 до параметров точки 2. В изобарном процессе 2–3 к рабочему телу подводится некоторое количество теплоты q1 от верхнего источника теплоты По адиабате 3–4 рабочее тело расширяется до первоначального давления p4=pl и по изобаре 4–1 приводится к параметрам точки 1 с отводом теплоты q2 к нижнему источнику теплоты.

расширения .
Количества подводимой и отводимой теплоты определяются по формулам
Рис. 9.1. Рис. 9.2. Рис. 9.3.

температур Т2, T3, Т4 через начальную температуру Т1 рабочего тела. Для адиабатного процесса 1–2
справедливо следующее соотношение .
В изобарном процессе 2–3
.
В адиабатном процессе 3–4
.
Подставляя найденные значения температур в формулу для кпд, получим .

k, кпд ГТУ с подводом теплоты в процессе при постоянном давлении возрастает.
Однако термический кпд еще не может служить мерой экономичности установки. Эту роль выполняет эффективный кпд ГТУ
,
где le– эффективная работа (полезная работа на валу двигателя с учетом внутренних и механических потерь в установке).
Эффективная работа определяется как разность действительных
работ расширения и сжатия ,
где hт = 0,8–0,9 – внутренний относительный кпд газовой турбины; = 0,8–0,85 – адиабатный кпд турбокомпрессора; hм – механический кпд.

вид (рис. 9.4). Как видно, по мере увеличения b he сначала растет, а потом уменьшается и может упасть до нуля. Поэтому стараются так выбирать b, чтобы b ≤ b*.