Сравнение КПД циклов поршневых ДВС

Степень совершенства любого цикла определяется значением его термического КПД.

Для сравнения применяют два метода.

2.5.1 Сравнение циклов с изохорным и изобарным подводом теплоты при разных степенях сжатия , при равенстве количеств отведенной теплоты  и одинаковых максимальных температурах .

Цикл с изохорным подводом теплоты ( ):

По TS-диаграмме КПД определим из соотношения площадей:

Цикл с изобарным подводом теплоты(при ):

По TS-диаграмме КПД определим из соотношения площадей:

Очевидно, что:

2.5.2 Сравнение циклов с изохорным и изобарным подводом теплоты по среднеинтегральным температурам

КПД всех циклов определяется по уравнению:

Где  – среднеинтегральная температура процесса подвода теплоты;

 – среднеинтегральная температура процесса отвода теплоты;

Температура изобарного подвода теплоты  выше, чем температура изохорного подвода теплоты .

А температура изохорного процесса отвода теплоты в обоих циклах одинакова .

Следовательно:

ТДЭФФ-3 

ЦИКЛЫ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК

Общие сведения

Основными недостатками поршневых ДВС являются:

§ ограниченность их мощности;

§ невозможность адиабатного расширения рабочего тела до атмосферного давления.

Эти недостатки отсутствуют в ГТУ. В них рабочее тело – продукты сгорания жидкого или газообразного топлива, имеющие высокие температуру и давление, из камеры сгорания направляются в сопло, в котором расширяются и с большой скоростью поступают на лопатки газовой турбины, где их кинетическая энергия превращается в механическую работу.

Преимущества ГТУ перед ДВС:

§ Относительно малый вес и небольшие габариты;

§ В ГТУ нет деталей с возвратно-поступательным движением;

§ ГТУ могут выполняться с более высокими числами оборотов и большими единичными мощностями.

При создании крупных стационарных ГТУ возникает ряд проблем:

Чтобы увеличить термический КПД цикла установки – необходимо повысить начальную температуру газа перед турбиной, что требует применения высокопрочных и жаропрочных сталей.

Применяемое водяное и газовое охлаждение элементов газовой турбины – конструктивно сложно и недостаточно надежно.