Циклы ГТУ с изобарным и изохорным подводом теплоты

В качестве простейших циклов газотурбинных установок (ГТУ) приняты: цикл с изобарным подводом теплоты и цикл с изохорным подводом теплоты. Эти циклы отличаются от соответствующих циклов ДВС процессом отвода теплоты — изохорный процесс отвода заменен изобарным. Современные ГТУ в основном работают с изобарным подводом теплоты.

Теоретический цикл ГТУ с изобарным подводом теплоты (рис. 7.14) состоит из процесса адиабатного сжатия воздуха 1—2 в компрессоре, процесса изобарного подвода теплоты 2—3 в камере сгорания и процесса адиабатного расширения 3—4 продуктов сгорания в соплах газовойтурбины.После преобразования кинетической энергии струи газа на рабочих лопатках и процесса отвода теплоты 4—1 от газа в окружающую среду при постоянном давлении цикл завершается.

 

Рис. 7.14. Цикл ГТУ с изобарным подводом теплоты

Полезная работа в цикле равна разности между технической работой турбины и технической работой, затраченной на привод компрессора.

Цикл газовой турбины с изобарным подводом теплоты характеризуется степенью повышения давления в цикле

.

Можно показать, что .

То есть термический КПД цикла ГТУ с подводом тепла при увеличивается с увеличением степени повышения давления.

Теоретический цикл ГТУ с изохорным подводом теплоты (рис. 7.15) состоит из процесса адиабатного сжатия воздуха 1—2 в компрессоре, процесса изохорного подвода теплоты 2—3 в камере сгорания и процесса адиабатного расширения 3—4 продуктов сгорания в соплах газовойтурбины.После преобразования кинетической энергии струи

газа на рабочих лопатках и процесса отвода теплоты 4—1 от газа в окружающую среду при постоянном давлении цикл завершается.

 

Рис. 7.15. Цикл ГТУ с изохорным подводом теплоты

Цикл газовой турбины с изохорным подводом теплоты характеризуется степенью повышения давления при сжатии

и степенью повышения давления при подводе теплоты .

Можно показать, что .

 

Исследование последнего выражения показывает, что термический КПД ГТУ с изохорным подводом теплоты возрастает с увеличением bи l.

Цикл ГТУ с подводом теплоты при не получил широкого распространения из-за сложности конструкции камеры сгорания и ухудшения условий работы турбины в пульсирующем потоке продуктов сгорания.