Цикл с двухступенчатым сжатием и промежуточным охлаждением воздуха и регенерацией теплоты

Задача 4. На базе исходных данных, рассмотренных выше задач, исследовать совместное влияние на эффективность цикла ГТУ с двухступенчатым сжатием и промежуточным охлаждением воздуха до температуры окружающей среды и регенерацией теплоты отработавших газов.

Решение.

Исследование ведем на базе исходных данных предыдущих задач. Расчет для различных значений σпроводим в компактной табличной форме. Термодинамический цикл и принципиальная схема ГТУ, соответствующие условию рассматриваемой задачи, приведены на рис. 2.6.

Из приведенной ниже таблицы и предыдущей таблицы (см. стр. 33) следует, что в регенеративном цикле с двухступенчатым сжатием и промежуточным охлаждением воздуха значение КПД выше, чем в аналогичном цикле с одноступенчатым сжатием воздуха. В данной задаче при предельной регенерации КПД повышается на  51,6%  по сравнению с КПД цикла  без регенерации.  В то же время при предельной регенерации в цикле с одноступенчатым сжатием воздуха рост

Рис. 2.6. Принципиальная схема и цикл ГТУ с двухступенчатым сжатием и промежуточным охлаждением воздуха и регенерацией теплоты:

I – пусковой двигатель, II – топливный насос, III – топливный бак, IV – камера сгорания, V_В и V_Н– компрессоры высокого и низкого давления (КВД и КНД),VI_В и VI_Н – газовые турбины высокого и низкого давления, VII – охладитель воздуха, VIII – потребитель энергии, IX – регенеративный теплообменник.

1-2 – адиабатное сжатие воздуха в КНД, 2-3 – изобарный отвод теплоты в окружающую среду (промежуточное охлаждение воздуха), 3-4 – адиабатное сжатие воздуха в КВД, 4-5 – регенеративный подогрев воздуха, 5-6 – подвод теплоты к рабочему телу от внешнего источника, 6-7 – адиабатное расширение газов в турбинах, 7-8 – охлаждение отработавших газов в регенеративном подогревателе воздуха, 8-1 – изобарный отвод теплоты в окружающую сред

воздуха рост КПД составляет только 32%. Таким образом, двухступенчатое сжатие с промежуточным охлаждением способствует дальнейшему росту КПД почти на 20% благодаря улучшению условий для регенерации теплоты.

Основания для расчета	Расчетные соотношения	Степень регенерации, σ
		0	0,4	0,6	0,8	1,0
Адиабатный процесс 1-2		396,35	396,35	396,35	396,35	396,35
Адиабатный процесс 3-4		396,33	396,33	396,33	396,33	396,33
Из определения σ		396,33	491,80	539,53	587,27	635,0
Из теплового баланса		635	539,53	491,8	444,06	396,33
Формула для КПД		0,3944	0,4555	0,4941	0,5390	0,5934
	%	0	16,3	26,2	37,7	51,6

* при отсутствии регенерации (σ = 0).

РАСЧЕТ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В РЕАЛЬНОМ ГАЗЕ

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒