Оглавление:
Циклы тепловых двигателей и установок
- Термодинамический цикл теплового двигателя идеализируется следующим образом: все процессы являются обратимыми и протекают с одинаковым количеством рабочей жидкости. Химический состав Рабочая жидкость постоянна. Тепло поступает в рабочую жидкость через стенку цилиндра от конкретного источника тепла. Процесс сжатия и расширения рабочей жидкости Тепло передается от рабочего тела к холодному источнику тепла через стенку цилиндра; теплоемкость рабочего тела не зависит от температуры. Рис. 1.29.
Диаграмма Обобщенный цикл рабочего тела теплового двигателя рассматривается как идеальный газ. Анализ термодинамических циклов различных тепловых двигателей позволяет определить Рассматривается частный случай обобщенного цикла (рис. 1.29).Подача тепла происходит сначала в изопластическом процессе 23, а затем в изобарном процессе 34. Холодный источник тепла выполняется сначала в изометрическом процессе 56, а затем в изобарном процессе 61.
Эти значения могут быть рассчитаны с помощью параметров цикла. Людмила Фирмаль
Параметры, характеризующие обобщенный цикл: Увеличение давления X = Rz / Rg; степень предварительного расширения твердого тела expansion=степень падения давления PS PslP (>>степень уменьшения объема₽ ₽ = Vfjvspspecific Тепло, подаваемое в обобщенном цикле от горячих источников, 41 = 41 + q’ {.Количество удельного тепла, передаваемого от рабочего тела к источнику холода Yag-Yag + Yag- Поэтому, 4₁=мл-7’₂)+М⁷’-⁷’з)] и>(1.265)42 =Ср(Т₅-Т₆)4-cₚ(ТФ −7). J степень сжатия — это отношение объема в цилиндре двигателя. Положение поршня в начале и в конце процесса сжатия.
Степень повышения давления представляет собой отношение максимального давления в цилиндрах двигателя, возникающего в результате подвода тепла. Давление в конце процесса сжатия. Степень предварительного расширения — это отношение объема в начале и в начале подвода тепла к рабочему телу при постоянном давлении. Скорость падения Давление-отношение давления в начале и в конце отвода тепла от рабочего тела к постоянному объему источника холода.
Степень уменьшения объема-это отношение объема на старте、 Окончание отвода тепла от рабочего тела к источнику холода при постоянном давлении. Поскольку процесс 12 является адиабатическим, ₂₂ / Тх =■(vₜ / v₂ / −1= » * » 1 и Т₂ = 7хг?- ’ .(1.266)играть на трассе, если в процессе 23Т₃/Т₂-=Рз/Рг〜\Г₃in 7 ^ХИ-’111 рассмотрим уравнение (1.266)T₃= Tekek-IX. (1.267) поскольку изостатический процесс 34 TJT $ = V4 / V3 = p, рассмотрим₁ =₁ или формулу (1267) T₁=T₁lp£FC-1. (1.268) процесс 56 .
Отвода тепла, таких как сопротивление содержимого, Т,/Т₆=р₅/р₆=Хр, whiceT₅=Т₆ХГ(1.269) теплосъем 61 процесс является Изобарическим, ведь че! ’1 \ = = е€, и Т₆= Т ^. (1.270) формула (1.270) с учетом формулы (^.269) как Tn = TkDe(1.271).Соединение (1.266) — (1.268) с помощью、 (1.270)и (1.271), уравнение (1.265) в виде 7,=wtx〜1X-1 + AX (p-1) 22 = cFT, K (Xp-1)+ A (cp — 1)]. (1273) тепловая эффективность цикла、 Принимая во внимание формулу (1.272) и (1.273), по формуле: L₌1 _ 1 + *(е,-1)и Е * » Д х-1 + ах(П-1) «(1.274） ）.
Цикл работы/ c = 9i-4i =cᵥ1\ Ek-1(X-1)+ AX (p — 1) — s,. (хр-д / р-1-А (£ₜ.- D / g — или после некоторого преобразования wT^-1[X-1 + AX(p-1)] m),= 91Pr(1-276), где m / определяется по формуле (1.274). по формулам(1.274)и(1276) можно найти/и и r] x соответственно Определенный цикл. Цикл поршневого двигателя Двигатель внутреннего сгорания работает в различных циклах. Смешивание (рис. 1.30, а).При наличии постоянного объема теплоснабжения(рисунок 1.30.6); подавать тепло при постоянном давлении(рис. 1.30, с).
Сравнение обобщенного цикла (см. рис. 1.29) и смешанного цикла (см. рис. 1.30, а) показывает, что в смешанном цикле е、 = 1.На хр параметр=р₅/рх могут быть преобразованы в: vjv₃=р, ЧХ /V₂= Ви /V₃=Е, Р2/Р1=(«1Лг) =и р₄/р₂= х, тогда Хр= = хр.Рассмотрим полученное соотношение Работа / Q теплового КПД Cycle 1 Cycle цикла определяется по формуле (1.276).Где m] вычисляется по формуле (1.277), а qₓ-по формуле (1.272).Один из самых важных Производительность двигателя внутреннего сгорания представляет собой среднее периодическое давление р, которое определяется отношением рабочего объема цилиндра двигателя к удельному рабочему циклу q (рисунок 1.30, a): от = (1-27).
Присвоение / формула (1.276), после некоторых преобразований, p,=p₂[X-1 + AX(p-1) 1 p,/ [(A −1) (E-1)], где (1279), t) определяется по формуле (1277). п РИС. 1.30.Нижняя часть циклона двигателя 1: а-смешивание: б — с с подводом тепла-const, с-с p = подача тепла при const; d-перемешивание а в двигателе внутреннего сгорания, воспламеняющем рабочую смесь вблизи ВМТ от электрической искры, поскольку время горения очень мало、 Принято, что процесс теплоснабжения осуществляется при постоянном объеме (рисунок 1.30.6).Сравнение цикла рис. 1.30, а, б-диаграмма цикла 1.30.6 t>₄=r₂, таким образом p = 1, выражение (1.277) преобразуется в форму(1.280).Поэтому тепловой КПД цикла с постоянным объемом теплоснабжения зависит от характеристик. Гидравлическая жидкость (K) и конструкция двигателя(e).
Нагрузка на двигатель в термодинамическом цикле характеризуется количеством тепла, подаваемого в рабочую жидкость от высоких температур Источник. При фиксированном объеме цикла теплоснабжения Qi =cᵥT₂ (K-1).Поэтому удельная тепловая нагрузка при определенном значении cᵥ и Т₂ пропорциональна степени. Давление увеличивается х, и не зависит от степени сжатия. Даже если нагрузка изменяется, тепловая эффективность цикла мазка не изменяется. Рисунок 1.30, пунктирная линия B показывает процесс Расширение рабочего тела с уменьшением удельной теплоемкости load. In в соответствии с Формулой (1.278) определяется среднее давление цикла p, — p₂ (X-1) » b /(e «1) (-0», м | р. Формула (1.280). по мере увеличения количества подаваемого тепла(X увеличивается) среднее давление в цикле увеличивается.
Способ воспламенения от сжатия в двигателе внутреннего сгорания Подвод тепла к рабочему телу допускается в виде Изобара (рис.1.30, в).1. 30 из рисунка, а, в цикле подачи тепла при постоянном давлении p₃=p₂, X = » равно 1、 Формула (1.277) преобразуется в форму Пж » 1 — (РЖ-o / [€FC L / C ( P-1) J.(1.281) тепловая эффективность рассматриваемого цикла зависит от степени сжатия E и Как степень предварительного расширения увеличивается, то уменьшается. Как количество поставляемого увеличивает тепло, значение P увеличивается, и с = const.
Таким образом, тепловая эффективность цикла (Рис. 1.30, в) уменьшается. Среднее давление цикла определяется по формуле(1.279). Если X = 1, то Pt = Pttk (P-O P»/ [(e −0(-0], T] f вычисляется по формуле (1.281). в двигателе Стирлинга внешнее тепло подается через теплопроводящую стенку. Рабочая жидкость находится в ограниченном пространстве и не обменивается во время работы. Работу двигателя Стирлинга можно условно разделить на 4 термодинамических процесса(рис. 1.30, г). в процессе/ 2 холодное рабочее тело подвергается такому интенсивному сжатию Температура не меняется (процесс изотермический) отвод тепла q₂.In процесс 23, поршень вытеснителя перемещает рабочую жидкость из низкотемпературной полости в высокотемпературную полость, и v2 = const.
И повышения температуры от Т2 к Т5 должному к поставке heat. In процесс 34, T4 = const связан с одновременной подачей тепла 4 \и расширением от T’Z DO» 4 Поршень вытеснения, двигаясь в противоположном направлении, выталкивает рабочую жидкость из горячей полости в холодную. Функция двигателя Стирлинга Перемещение рабочей жидкости м из холодной полости в горячую полость и наоборот осуществляется через регенератор. Тепло от рабочей жидкости охлаждается и отдает тепло рабочей жидкости. Полезная работа выполняется в циклах[опорное уравнение (1.119)] A » = + Qi-г—г—изменение энтропии As₃₄ = R in (V /v₃); asiz = K in (ih /V₂) в изотермическом процессе. =и₄ и v₂=у₃, Д$₃₄= = Азия =Ат«, то есть ст-диаграмма цикла .
Стирлинга, таких как объем сопротивление технологической линии Равноудаленный. Поэтому используйте идеальный регенератор (исключая потери).С вышеуказанной точки зрения, lₙ= Qi-Qi =ТзДхз4-Tias₁=（T₃-71） A-SR-удельное количество тепла、 4?, который передается рабочей жидкости от внешнего источника? «7С » АСТ«.Тепловая эффективность цикла Стирлинга/ c₌ / и (Г₃-т.) л5т41 4i t’J AST следовательно, тепловая эффективность Цикл Стирлинга равен тепловой эффективности цикла Карно-важной характеристике цикла Стирлинга. Обратите внимание, что обратный цикл Стирлинга используется в криогенных установках.
Цикл В газовых турбинах и реактивных двигателях в первом случае сначала выполняется процесс адиабатического сжатия рабочей золы в компрессоре 12, а затем процесс изобарной подачи 34. Термический Q process процесс 45 адиабатического расширения под давлением внешней среды. Изобарный процесс 61 представляет собой процесс теплопередачи q2 к холодному источнику тепла(внешней среде).Сравнение циклов На рисунке это дано. 1. 29 и 1.31 указывают, что рассматриваемый цикл-X = 1.In в этом случае формула (1.274) имеет вид: = 1-te,-1)/ [ex_ | (P-1)].
Но параметр e,= vjv ^ = P4Y «j4 Vi₌PsJV₂v₂fi Fi’ газотурбинное оборудование может преобразовывать p = const или r в тепло, подаваемое в рабочую жидкость. = const (рис. 1.31).Фигура 131.Схема работы газотурбинного агрегата под тепловым полом: а-при р-Конст. 6-при y = const и 5pjp₂= х = 1, так p₂/p₅ = pjpx = =(ф, я /со)* = 6-ю » vjv₂= Р, v₂ / v₂ = 1 / e, параметр eₜ,= P. So, в рассматриваемом цикле тепловой КПД определяется по формуле (1.280). в цикле газотурбинной установки, часто вместо коэффициента сжатия Возьмем параметр OK = pj / Pi, который характеризует увеличение давления воздуха при сжатии в компрессоре. (0 * = e, согласно формуле (1.280), тепловой КПД цикла равен Работа компрессора, сжатие воздуха и характеристики рабочего тела (показатели теплоизоляции).
Чем выше индекс теплоизоляции, тем больше сжатие воздуха компрессором(тем больше s или coj、 * — При изменении нагрузки газотурбинной установки (процесс расширения нового цикла обозначен ломаной линией на рис. 1.31) степень сжатия и адиабатический индекс не изменяются. Это указывает на тепловую эффективность g)= const. Согласно формуле (1.276), X,= 1, X = 1,= p, удельная работа цикла/ᵤ= P ^ 2 (p-t) fcri,/ (/c-l), (1282） Где tj определяется по формуле (1.280).На рисунке показан цикл равного подвода тепла. 1.31, b. In этот цикл Xp = 1, p = 1 и₌Uz£₌(P±\ l, k£1 g>₁l>₄Vi формат выражения \p₅JVi \ P2 PsJ 1’1 (1.274) равен P,= 1-k(X1,»-1″)/ e -1(X-1). (1.283) когда степень увеличения давления X и степень сжатия e увеличивается, тепловая эффективность цикла.
Установка газовых турбин за счет изоволюмической подачи тепла увеличится. Для определения поведения рассматриваемого цикла можно использовать формулу (1.276). Для X = 1, p = 1 и£t =X1 / μ= p₂U₂ (X-1)A, f (/s-1), (1284), где m]определяется по формуле (1.283).Реактивные двигатели классифицируются как реактивные двигатели, а кислород используется в качестве окислителя. Он не использует атмосферу, ракету, атмосферу. Термодинамические процессы, составляющие цикл реактивного двигателя, осуществляются несколькими способами Elements. In в двигателях дозвуковой скорости полета, под воздействием направленного воздушного потока, адиабатическое сжатие воздуха происходит сначала в диффузоре (процесс 1г, рис. 1.32, в).
Воздух, после этого в компрессоре (процессе 1 ′ 2).Сжатый воздух до давления Р2 подается в камеру сгорания, а определенное количество тепла подается в камеру сгорания под определенным давлением. (Процесс 24).Из камеры сгорания газ (рабочая жидкость) подается в лопатки газовой турбины, где он частично расширяется без теплообмена с внешней средой (процесс 44′). Выполняют положительную работу численно равную площади 344’4 диаграммы гр, которая расходуется на сжатие воздуха компрессором(площадь ГГ23).
Дальнейшее адиабатическое расширение газа (Процесс 4’5) давление внешней среды создается в реактивном сопле (точка 5).Высокотемпературные выхлопные газы после охлаждения двигателя при атмосферном давлении могут вызвать определенные Теплоты q₂ (процесс 51).Сравнение термодинамических циклов (рис. 1.31, а и рис. 1.32, а) показывает, что они идеально совпадают. Таким образом, тепловая эффективность цикла Реактивный двигатель определяется по формуле (1.280), работа определяется по формуле(1.282).Номера-компрессора реактивного двигателя доля рис. 1.32.Диаграмма Цикл реактивного двигателя: a-турбонагнетатель! o p-подача тепла с const. б-жидкостное ракетное топливо процесс выдоха тела из сопла двигателя на постоянный ток И пульсирует.
- При высокоскоростном поступательном движении двигателя воздух, поступающий в диффузор, демпфируется, а динамическое давление преобразуется в статическое. Сжатый. Так, воздух в камере сгорания вместе с топливом образует горячую смесь, продукты сгорания которой подаются в форсунку. Тяга двигателя создается прямой реакцией протекающей струи. На сверхзвуковых скоростях полета воздух поступает в воздухозаборники двигателя на сверхзвуковых скоростях. Для более полного преобразования напора давления в давление В сверхзвуковом двигателе используется диффузор сложной формы с конической иглой.
Благодаря форме канала, образованного диффузором и иглой, можно уменьшить и увеличить скорость движения воздуха Уровень давления, необходимый для сжигания топлива при сгорании chamber. In идеальный цикл реактивного двигателя Лэмба, процесс сжатия воздуха 12 (рис. 1.32, а） Он является адиабатическим. Подача тепла Qi осуществляется в камеру сгорания при постоянном давлении p2(процесс 24), после чего осуществляется адиабатическое расширение в реактивном сопле. (Процесс 45) давление внешней среды. Процесс 51 передачи тепла от рабочей среды к внешней среде представляет собой Изобар.
Количество подводимого тепла qₜ) увеличивает как тепловую K201D, так и работу цикла. Людмила Фирмаль
Поэтому, диаграмма цикла ПВРД Форма двигателя соответствует цикловой схеме турбореактивного двигателя engine. In несжатые пульсирующие импульсные реактивные двигатели, воздух адиабатически сжимается диффузором 12 (См. фиг.1.31, б), сжигание рабочей смеси осуществляется в изолированном объеме (изоволюмический процесс 24).Продукты сгорания расширяются с помощью конфузора и выхлопной трубы Адиабатически против давления внешней среды (процесс 45) осуществляется изобарный процесс охлаждения-тепло передается рабочей жидкости тг во внешнюю среду (процесс 57).
Эффективность теплового цикла Тепловая нагрузка на двигатель увеличивается (увеличивается), так как пульсирующий реактивный двигатель определяется по формуле (1.283), а цикл работы определяется по формуле (1.284).）Жидкостный насос подается в камеру сгорания жидкостного ракетного двигателя Топливо и жидкость окисляя agents. In в камере сгорания топливо выгорает, а газообразные продукты сгорания за счет этого расширяются при прохождении через сопло вдоль изоляции 12 (фиг. 1.32.6).Если ракетный двигатель работает в расчетном режиме, то давление газа на выходе из сопла будет равно давлению внешней среды(точка 2).
Тепловой КПД двигателя Полезное отношение работы=(1.285) и удельное количество тепла Qₜ вычисляется как отношение. Процесс 12 адиабатического расширения Одновременно с процессом адиабатического истечения рабочего тела из камеры сгорания во внешнюю среду одновременно осуществляется полезная внешняя работа / л/.В соответствии с Она находится в соответствии с формулой (1.198) 1d = 0D»2, (1.286) где а-скорость движения рабочей жидкости из сопла. Таким образом, он может представлять собой тепловой КПД двигателя В виде Th = O ^w2/^. (1.287) в твердотопливных ракетных двигателях топливные шашки размещаются непосредственно в камере сгорания. Топливо и окислитель Не вступайте в реакцию друг с другом перед зажиганием, так как оно входит в состав твердого топлива.
При воспламенении твердого топлива(при запуске двигателя) образуется газ (продукты сгорания). При расширении вдоль изоляции 12 (рис. 1.32.6)она выталкивается из сопла с высокой скоростью, что приводит к реактивной тяге. Как повысить тепловой КПД теплового двигателя Чтобы определить, как повысить тепловой КПД теплового двигателя, рекомендуется сравнить его цикл с тем, который характеризуется максимальным тепловым КПД. Разница в температуры это же как цикл сравненный к ей. Тепловая эффективность цикла Карно, определенная в Формуле (1.124), Т₂ и 7], другие циклы, происходящие в том же диапазоне температур, более эффективны, поскольку их тепловая эффективность близка к эффективности цикла Карно.
Альтернативные методы анализа Цикл — это нахождение цикла Карно, который соответствует циклу исследуемого объекта, и последующее сравнение друг с другом, так что этот метод был разработан в 1939 году в В. S. It было предложено Мартыновским. Как? Известно, что тепловой КПД цикла теплового двигателя определяется по формуле (1.121).Удельная теплоемкость q₂= ftdsds и qₜ= jT, ds, где Т₂ и TJ-текущие температуры Процесс отвода и подачи тепла соответственно. Каждый цикл работы теплового двигателя протекает с интервалами постоянного изменения энтропии.
Поэтому всегда Построить изотермический процесс подачи и отвода тепла, генерируемого с интервалами Ax, и обеспечить, чтобы количество подаваемого и отводимого тепла было равно каждому из них Qₓ и q₂ значения анализируемых cycle. In в этом случае гг = = tzopas и Qt = r₁cpas, (1.288) t 1.33.Первый тепловой диск цикла сравнения dvsh: а-ТсР * const Atт₂= T {=const; 6-Ter = var irm s, s » s₅s₅; RPMH в RGMP-COnst; ? 7’pitpiin-const, то средняя температура поверхности т₂ср = jtdsds / te и т₁ср = JT, DS / as. (1.289） Когда вы присваиваете уравнение (1288) уравнению (1.121), вы получаете IG = 1-T₂av/T₁av. Сравните(1.290) выражения (1.290)и (1.124): они идентичны. Поэтому выражение(1.290） Определите тепловую эффективность эквивалентного цикла Карно.
Это будет равно тепловой эффективности рассматриваемого цикла. Поэтому любой цикл работы теплового двигателя можно заменить Эквивалентный цикл Карно температуры Tavav и T₁av. .если есть диаграмма vT, средняя температура плоскости может быть определена путем измерения площади треугольника в плоскости. (Рис. 1.33, а).Среднюю температуру процесса следует выбирать так, чтобы площадь треугольника была одинаковой. Термодинамические пол эктопические процессы, которые происходят в Указанный диапазон температур Т₂ и 7J имеют одинаковую среднюю температуру ТСР (рис. 1.33, p).
Если сравниваемые процессы происходят на одном и том же интервале изменения энтропии (Рис. 1.33.6), средняя температура процесса с наименьшей теплоемкостью равна highest. In дело в том, что чем ниже теплоемкость рабочего тела для выбранного процесса, тем короче длина тангенс кривой процесса sT-диаграммы и температура рабочей жидкости изменяются более сильно. Таким образом, Tcf > ₂₂ >tcₚᵢ₃>>.Как использовать метод замены В случае термодинамического процесса отвода и подвода тепла изотермическим процессом средней плоской температуры анализируемый цикл имеет вид、 Равный предел температуры Ттлк и Тₘₗₙ.
Однако для уточнения сравнения циклов этого единственного условия недостаточно. Например, степень сжатия равна В широком диапазоне его изменения постоянная температура влияет на тепловую эффективность цикла при I boundary. So, в рамках рассматриваемого метода сравнения анализ цикла подразделяется на В определенных условиях необходимо принимать дополнительные условия одновременно с выбором температурных границ. Например, количество тепла, подаваемого в рабочую жидкость для каждого цикла, равно. (Равномерная нагрузка); что отдельные параметры равны(например, степень сжатия).
Поэтому при анализе цикла двигателей внутреннего сгорания наиболее интересным является сравнение Изотермические и изобарные циклы теплоснабжения. 11, выбранный цикл, верхний и нижний предел температуры Tₘᵢₙ (рисунок 1.33, c), максимальное и минимальное давление pmin (рисунок 1.33, г).При выбранных условиях оба цикла имеют одинаковую температуру Тср, поскольку тепло удаляется в обоих циклах вдоль одной и той же изолинии. Тепло в обоих циклах 1.34 после рекламы. Схема цикла сравнения тепловых двигателей при определенных условиях: а-T^, — Tₘᵢₙ;степень сжатия компрессора газовой турбины; б-TTA>- Tt«; p =подвод тепла на сопло!
В двигателях внутреннего сгорания и газокомпрессионных турбинах степень сжатия цикла с равным подводом тепла меньше степени сжатия следующего цикла Изобарическое питание. Это объясняет большую среднюю температуру Ttavav в Изобаре, по сравнению с TUₚ в isocoa 24.Таким образом, цикл выбранного изобарного подвода тепла По сравнению с ним, он делает большую работу/ c (рисунок 1.33, d) и является более экономичным(тепловая эффективность выше).
Аналогично, например, цикл работы газотурбинной установки и Теплоснабжение изоволюметрического и изобалонного процессов с равными степенями сжатия в компрессоре (процесс 12, рис. 1.34, а).Подача тепла в обоих циклах осуществляется в Постоянная теплоемкость в одном температурном диапазоне₁₁₁-тт₁пп. Поэтому средняя плоская температура процессов в обоих циклах одинакова. Средняя площадь Температура процесса отвода тепла 51 T2av в циклах с тепловым вводом изобарической фазы выше средней плоской температуры процесса 61 T2av. In в связи с этим, при определенных условиях Тепловой КПД цикла сравнивают с процессом теплоснабжения изобарного процесса, а тепловой КПД цикла сравнивают с процессом теплоснабжения изобарного процесса.
Вышеупомянутый метод сравнения циклов является Цикл, например, при сравнении двигателя внутреннего сгорания или газотурбинной установки. На рис. 1.34, б показана схема цикла ввода тепла при p = Газотурбинная установка const с двигателем внутреннего сгорания с одинаковой температурой Lshh и Lip -. кроме того, диапазон температур равен, одинаковы Ppmx и Ptsh- ’Mean средняя планарная температура процесса теплоснабжения в том же цикле равна same. In эти циклы, одинаковое количество тепла(площадь 8247, рисунок 1.34.6).Средняя плоская температура процесса изотермического отвода тепла Tãccₜₜ > выше, чем tjcp для процесса изотермического отвода тепла、 Условия сравнения тепловой КПД I азотно-турбинной установки выше, чем у двигателя внутреннего сгорания.
Такой же вывод следует из диаграммы sT цикла（ Оба цикла одинаковы), а площадь цикла двигателя внутреннего сгорания меньше площади цикла газотурбинного оборудования в области 156).Пример сравнительного анализа В цикле показано введение понятия средней плоской температуры термодинамического процесса подвода тепла и его отвода в цикле, то есть замена исследуемого цикла Эквивалентный цикл Карно значительно облегчает анализ и делает его наиболее наглядным. Однако, если вы решили использовать этот метод, вам нужно выбрать правильный Дополнительные условия сравнения.
За счет того, что газы, вытекающие из турбины во внешнюю среду, после сжатия имеют более высокую температуру, чем воздух на входе в камеру сгорания. В компрессоре тепло выхлопных газов может быть использовано для повышения теплового КПД теплового двигателя путем регенерации. Регенерация широко применяется в тепловых установках. Например, цикл газотурбинной установки с регенерацией и изобарным подводом тепла (Рис.1 35, а) состоит из следующих термодинамических процессов: сжатие воздуха осуществляется компрессором. Адиабатически (процесс 12), после чего он поступает в теплообменник, где нагревается за счет постоянного давления выхлопного газа (Изобара 28).
Нагретый воздух подается в камеру сгорания. Нагрев рабочей жидкости осуществляется с помощью источника тепла t. it продолжается при постоянном давлении за счет тепла qₗₜ, передаваемого от S. тепло, выделяемое при сгорании топлива (изобар 84).И затем… Газ адиабатически расширяется в газовой турбине (процесс 45), поступает в теплообменник и выделяет тепло в воздух при постоянном давлении в изобарном процессе 57. Охлаждение 71 осуществляется вне оборудования путем передачи тепла во внешнюю среду.₂ = 7ic * −1, Т₄ = Tipt * «1, ts x 71 P, iG * = 1»!/ P — в рассматриваемом цикле, p =и поэтому» — 1-Г1 / 7’₅.Температура Т₅ и 7J или меньше увеличивают эффективность теплового цикла Изобарный ввод тепла и полный pci generation. In газотурбинная установка V1-G. регенерация возможна также в резервуарах с равными циклами подвода тепла(рис. 1.35.6).
Газотурбинное оборудование теплового K201D может быть увеличено за счет введения ступенчатого нагрева! Охлаждение между ступенями корпуса и постепенное сжатие воздуха в компрессоре(рисунок 1.35, с).Воздух, отбираемый из атмосферы, сжимается на первой ступени компрессора(процесс 11′), подается в теплообменник и охлаждается при постоянном давлении (Процесс 1’g) к начальной температуре. После теплообменника сжатие воздуха продолжается на 2-й ступени компрессора (adiabat G 2) («сжатый воздух Теплообменник-регенератор(Изобар 28) поступает в камеру сгорания, где получает дополнительное количество тепла q (Изобар 84) от источника тепла.
Рабочий орган Параметр состояния Точки 4 подается на первый пень cjy газовой турбины, где происходит процесс 44 адиабатического расширения. Рабочая жидкость, которая работала на первом этапе Его заливают в камеру сгорания и нагревают при добавлении тепла (изобары 4 ’4″).во 2-й ступени газовой турбины рабочая жидкость расширяется (адябут 4 ″ 5), после чего Теплообменник-входит в регенератор, рисунок 1.36.
В нижней части рамы имеется цикл Remkmma, который передает тепло на тележку через змеевик (1hu (isobars 57)).Затем рабочая жидкость попадает в атмосферу Охлаждение (Изобарная линия 71).Чем больше промежуточных стадий нагрева и охлаждения, тем выше тепловая эффективность цикла. Однако по мере увеличения количества шагов темпы роста Тепловая эффективность снижается, а затраты на монтаж увеличиваются. Поэтому выбор количества ступеней нагрева и охлаждения осуществляется с учетом экономических и конструктивных факторов.
Смотрите также:
| Истечение, дросселирование газов и паров | Циклы паросиловых установок. Цикл Ренкина |
| Сжатие газа в компрессоре | Обратные термодинамические циклы |
