Регенеративный цикл. Зависимость показателей регенеративного цикла от степени повышения давления и степени регенерации теплоты

Схема ГТД с подводом теплоты при р=const и регенерацией теплоты представлена на рис.7.5, а цикл в координатах vp и sT- на рис.7.6.

КС – камера сгорания;

ТО – теплообменник;

- степень регенерации теплоты;

.

Рис. 7.5. Схема ГТД

 

Рис. 7.6.

Цикл в vp- и sT– диаграммах

 

Термический к.п.д цикла с регенерацией теплоты

.             (7.6)

 определяется по уравнению (10.2), как в цикле без регенерации теплоты.

Приближение цикла ГТД к циклу Карно. Влияние различных факторов на показатели цикла.

           Обобщенный цикл Карно с двумя изотермическими и двумя изобарными процессами представлен на рис.7.7.

Рис.7.7.      Обобщенный цикл Карно:

ac – изотермический процесс сжатия с отводом ;

cz – изобарный подвод теплоты в ТО;

zb – изотермический процесс расширения с подводом теплоты ;

ba – изобарный отвод теплоты  в теплообменнике;

1,0 – противоточный ТО с бесконечно большой теплопередающей поверхностью.

;

;

.

Схема ГТД с циклом, приближенным к обобщенному циклу Карно,

представлена на рис.7.8, а его цикл в sT- координатах – на рис.7.9.

К₁, К₂, К₃ - компрессоры;

О₁ и О₂, - охладители;

ТО – теплообменник;

КС₁, КС₂, КС₃, - камеры сгорания;

ГТ₁, ГТ₂, ГТ₃ - газовые турбины.

Рис. 7.8

    Процессы

ac^’; a^'c^''; a^''c - адиабатное сжатие в

К₁, К₂, К₃;

c^'a^'; c^'' a^'' - изобарное охлаждение в О₁ и О₂ с отводом теплоты q₂^' и q₂^'';

cr - изобарный подвод теплоты в ТО;

rz; b^' z^'; b^''z^'' - изобарный подвод

q₁^' в КС₁; q₁^'' в КС₂; q₁^''' в КС₃;

zb^'; z^' b^''; z^''b - адиабатное расширение в ГТ₁, ГТ₂, ГТ₃;

be - изобарный отвод теплоты q_то в

теплообменнике ( 1.);                                 Рис.7.9

ea – изобарный отвод теплоты q₂^'''.

q₁ = q₁^' + q₁^'' + q₁^''';      q₂ = q₂^' + q₂^'' + q₂^'''.

    При бесконечно большом количестве ступеней сжатия с промежуточным охлаждением происходит приближение к процессу асⁿ. При бесконечно большом количестве ступеней расширения с промежуточным подводом теплоты – приближение к процессу zzⁿ. С учетом полной передачи теплоты в процессах zⁿa и cⁿz происходит приближение к обобщенному циклу Карно.

Реальные газы. Водяные пары