Цикл ГТУ с регенерацией
На рис. 5.17 в координатах ри и Тб показан цикл газотурбинной установки с полной регенерацией теплоты. Как следует из диаграммы 7 $, удельная теплота, подводимая на участке 2—4' изобары р2, равна удельной теплоте, отводимой на участке 2'—4 изобары р{. Эти количества теплоты (обозначенные др) равны друг другу, и, что особо важно, процессы отвода и подвода теплоты происходят в одинаковых… Читать ещё >
Цикл ГТУ с регенерацией (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Максимальная температура цикла газотурбинной установки, а следовательно, и степень сжатия е, ограничены той температурой, при которой могут достаточно длительное время работать лопатки газовых турбин. Тем самым ограничиваются и достижимые значения термического КПД газотурбинной установки.
В целях повышения термического КПД газотурбинной установки применяют регенеративные устройства. На рис. 5.16 показана принципиальная схема такого рода газотурбинной установки с изобарным подводом теплоты. Регенерация заключается в том, что отработавшие газы турбины используются на подогрев воздуха, поступающего из компрессора в камеру сгорания.
Изобары р{ и р2 отвода и подвода теплоты в цикле газотурбинной установки на диаграмме Т.н являются эквидистантными кривыми. Если у указанных изобар имеются отрезки, расположенные между изотермами, пересекающими обе изобары, то на этих участках изобар возможно организовать регенерацию теплоты.
Рис. 5.16. Принципиальная схема ГТУ с регенерацией:
- 1 — компрессор; 2 — камера сгорания;
- 3 — турбина; 4 — регенератор
На рис. 5.17 в координатах ри и Тб показан цикл газотурбинной установки с полной регенерацией теплоты. Как следует из диаграммы 7 $, удельная теплота, подводимая на участке 2—4' изобары р2, равна удельной теплоте, отводимой на участке 2'—4 изобары р{. Эти количества теплоты (обозначенные др) равны друг другу, и, что особо важно, процессы отвода и подвода теплоты происходят в одинаковых температурных условиях (в пределах температур от Т2 до Тл). Поэтому возможно путем введения в цикл специального теплообменника передать теплоту, отводимую на участке 7—4 от отработавших газов турбины, воздуху, нагнетаемому.
Рис. 5.17. Цикл ГТУ с регенерацией теплоты.
Такое мероприятие существенно повышает термический КПД газотурбинной установки, так как из внешней среды заимствуется меньшее количество теплоты.
и во внешнюю среду отводится также меньшее количество теплоты.
где и <72 — соответственно подводимая и отводимая теплота в цикле без регенерации.
Термический КПД рассматриваемого цикла.
Поскольку.
следовательно,
или так как.
Из (5.18) следует, что термический КПД цикла газотурбинной установки с изобарным подводом и полной регенерацией зависит только от температуры ТА в конце адиабатного расширения газа в турбине (температура Т{, являясь температурой внешней среды, изменяется весьма незначительно).
В действительных условиях для осуществления теплообмена между газом и воздухом необходима некоторая разность температур. Поэтому температура нагретого воздуха на выходе из регенератора будет Т5 < Г4, а температура газов Г6 > Т2. Полнота совершающейся регенерации оценивается значением отношения.
называемого степенью регенерации. В действительных условиях, а = 0,50, 7. При, а < 1 термический КПД цикла будет меньше, чем в случае полной регенерации.