Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Газотурбінні установки.

Можливість отримання значної потужності в одному агрегаті (до 100 тис. кВт і вище) внаслідок відсутності інерційних зусиль від мас, що рухаються зворотньо-поступально, і більш повного розширення продуктів згорання (до тиску зовнішнього повітря), атакожмалі габарити і низький розхід мастила та охолоджуючої рідини зумовиш розвиток газотурбінних установок в різних галрях народного господарства і особливо в авіації в зв'язку з створенням реактивних двигунів. Останнє вдалося здійснити завдяки використанню сугасних досягнень аеродинаміки і металургії, бо практична реалізація цгкла газотурбінної установки стає економічно вигідною лише при високих температурах робочого тіла (700-900°С).

Газотурбінні установки можуть працювати по їдклам зі згоранням при постійному об'ємі і при по стінному тиску. Практикою газотурбобудування було доведено, що найкращі перспективи розвитку мають газотурбінні установки, що працюють по циклу зі згоранням при p=const.

Сучасні ГТУ відрізняються за конструкцією і типом робочих тіл (що працюють за рахунок згорання палива або за рахунок зовнішнього джерела тепла, наприклад, тепла газів, що отримують у виробничих процесах). За призначенням ГТУ поділяють на стаціонарні, транспор­тні, авіаційні, суднові. Досить значну частку газотурбінних установок складають установки для привода нагнітачів компресорних станцій магістральних газопроводів та призначені для покриття піків електри­чних навантажень. Головною особливістю таких установок є тривала експлуатація обладнання, що сягає 100 тис. год. [1].

Напруженість основних деталей ГТУ різного призначення ви­значається конструктивними особливостями та специфікою умов екс­плуатації. Особливості конструкцій авіаційних і транспортних ГТУ викликані високими вимогами до маси та габаритів, за умови забезпе­чення економічності двигунів. Для стаціонарних турбін основною ви­могою є економічність. Конструкцією стаціонарних ГТУ із темпера­турою газу вище 820°С передбачено охолодження лопаточного апара­та турбіни.

Широке застосування знайшли промислові варіанти авіаційних двигунів, конвертування яких дозволяє забезпечувати високу економі­чність ГТУ.

При виготовленні суднових газотурбогенераторів висока еконо­мічність досягається без охолодження лопаточного апарата, що част­ково обмежує ресурс при номінальних та підвищених рівнях наванта­ження.

Більшість сучасних ГТУ за термін служби зазнає велике число порівняно швидких пусків, працює на змінних режимах, що обумов­лює спеціальні вимоги до матеріалу деталей.

Рис 17.1.Принцистова схема найпростішої газотурбінної установки 1 - газова турбіна; 2 - повітряний компресор; 3 - регенератор; 4 -камери згорання; 5 -паливний нас ос; 6 - піковий двигун.

До складу сучасної ГТУ відкритого циклу можуть входити на­ступні основні вузли: компресори, камери згорання, турбіни, регене­ратори, різні статорні деталі, вузли керування і регулювання. Для ви­готовлення деталей ГТУ, що працюють при підвищених температурах (жарових труб камер згорання та інших статорних деталей, турбінних лопаток, дисків турбін, елементів регенераторів, деталей кріплення, компресорних лопаток останніх ступеней компресорів з великими ступенями тиску), застосовуються жароміцні сплави, при виборі яких необхідно враховувати специфіку напруженого стану та особливості експлуатації турбін різного призначення.

Термічний КК.Д цикпа газотурбінної установки з згоранням при p=const може бутивизначенийзвідношеннят

.

Дійсний цикл газотурбінної установки відрізняється від теоретичного наявністю втрат на тертя і вихороутворення в турбіні і компресорі (цикл 12а34а1 в Тs - діаграмі на рис 17.2) ці втрати уточнюються відносним внутрішнім ККД турбіни ηОіТ адіабатнім ККД компресора – ηАД і тоді внутрішній ККД такого дійсного цикла складає

Найбільш ефективними методами підвищення економічності газотурбінних установок являється застосування регенерації таїла, ступінчатий процес згорання,перехід назамкнутийі напівзамкнутийциклроботиі інші.

51 Термодинамічні процеси в ГТУ.

У основі роботи ГТУ лежать ідеальні цикли, що складаються з простих термодинамічних процесів. ГТУ можуть працювати із згоранням палива при постійному тиску і при постійному об'ємі. Відповідні їм ідеальні цикли поділяють на цикли з підведенням теплоти при постійному тиску і при постійному об'ємі. Найбільше практичне застосування отримав цикл з підведенням теплоти при р = const.

52 Основні параметри циклу ГТУ з ізобарним підводом теплоти.

53 Шляхи підвищення термічного ККД ГТУ.

54 Паротурбінні установки.

55 Термодинамічні процеси в ПТУ.

56 Шляхи підвищення термічного ККД ПТУ.

57 Шляхи підвищення термічного ККД теплових двигунів.

58 Способи переносу теплоти.

59 Теплопровідність і температурне поле.

60 Режими, які здійснюють перенос теплоти.

61 Закон Фур’є для плоскої одношарової стінки.

Для плоскої однорідної стінки зі сталими температурами на поверхнях t_c1 і t_c2 питомий тепловий потік (specific heat flow) одновимірний, і рівняння теплопровідності (thermal conductivity) за законом Фур’є має вигляд, Вт/м² [4]

, (1.1)

де – середнє значення коефіцієнта теплопровідності, Вт/(м·К) в межах зміни температур від t_c1 до t_c2;

δ – товщина (thickness) стінки, м;

– термічний опір (thermal resistance) стінки, (м²·К)/Вт, який характеризує зміну температури в стінці в разі проходження через стінку одиничного теплового потоку.