Газотурбинные установки
КПД составлял всего 3-4 %. Низкое значение КПД объясняется в первую очередь несовершенством компрессоров и турбины: внутренний КПД турбины был равен примерно 70-75%, а группа компрессоров имела КПД 50-60%.
Неудачи первых попыток создания экономичного газотурбинного двигателя заставили искать новые пути. Было ясно, что при несовершенных компрессорах затрата мощности на сжатие воздуха слишком велика и для ее снижения необходимо уменьшать количество и давление воздуха, сжимаемого компрессором. [1]
Возникла идея разработки газотурбинного двигателя, в котором горение топлива происходит не при постоянном давлении, а при постоянном объеме (Рис. 2).
Рис.2 Газотурбинная установка с горением при постоянном объеме [2]
Такая газотурбинная установка работает по следующему принципу. В камеру сгорания 3 через воздушный клапан 4 от компрессора 1 подают воздух, который через газовый клапан 6 вытесняет оставшиеся продукты сгорания. При заполнении камеры воздухом открывается топливный клапан 2, через который поступает топливо. После заполнения камеры воздухом и топливом все клапаны закрываются и при помощи запального устройства 5 смесь воспламеняется. Топливо сгорает при постоянном объеме; при этом температура и давление в камере возрастают. При максимальном давлении открывается газовый клапан 6, через который продукты сгорания отправляются к соплам газовой турбины 7 и, расширяясь, совершают работу. При истечении газов из камеры сгорания давление в ней падает; когда оно достигает уровня давления, создаваемого компрессором, вновь открывается воздушный клапан 4 и весь процесс повторяется.
Газотурбинная установка с горение топлива при постоянном объеме должна иметь более высокую экономичность, так как необходимый расход воздуха и его давление при поступлении в камеру сгорания, а следовательно, и затраты мощности на привод компрессора относительно меньше, чем в установке с горением топлива при постоянном давлении.
В начале ХХ в. было построено несколько установок работающих при постоянном объеме. Первой такой установкой была турбина русского инженера В.В. Кароводина, построенная и испытанная в 1908 г. В Париже. КПД двигателя составлял около 3 % при мощности 1,18 кВт (1,6 л. с.). [1]
Возможность применения ГТУ для различных целей демонстрируется в таблице 1, где сопоставлены возможности применения тепловых двигателей основных типов.
Область применения | ГТУ | ПТУ | ДВС |
Стационарная энергетика | + | + | + |
Дальнее газоснабжение | + | - | + |
Металлургическая промышленность (технологический процесс) | + | + | - |
Нефтяная промышленность (технологический процесс) | + | - | - |
Транспорт: | |||
-воздушный | + | - | + |
-водный | + | + | + |
-автомобильный | + | - | + |
-железнодорожный | + | - | + |
Другие статьи по теме
Патентный поиск на тему Современная оснастка станка по курсу Основы научной деятельности
В современных технологических процессах
поточно-массового производства затраты на изготовление и эксплуатацию
технологической оснастки составляют до 20% себестоимости продукции.
Наибольший удельный вес
в общем парке технологич ...
Котел пищеварочный типа КПГСМ-250
Варочное оборудование
широко применяется не только на предприятиях массового питания, но и на предприятиях
мясной, молочной и консервной промышленности. Варка – один из основных видов
тепловой обработки пищевых продуктов. Это про ...