Газова турбіна та її використання

1)Що таке газові турбіни

        А)Цикл Брайтона

        Б) Будова і принцип дії газової турбіни

2)Застосування газових турбін

        А) Авіаційні двигуни

        Б) Промислові газові турбіни для генерації електрики

        В) Мікротурбіни

3)Пераваги газових турбін

                                 Газові Турбіни

 

1)Газова турбіна ( фр. Turbine від лат. Turbo — вихор, обертання) — це тепловий двигун безперервної дії, на лопатках якого енергія стисненого і нагрітого газу перетворюється в механічну роботу на валу. Стаціонарні газотурбінні установки при відповідній підготовці можуть споживати усі види палива, включаючи тверде (пилоподібне) і газоподібне.

 А)Робота газової турбіни описується циклом Брайтона .Ідеальний цикл Брайтона складається із процесів:

      1----->2                                         

Адіабатичний стиск                                   

      2----->3

Ізобаричне нагрівання

     3------>4

Адіабатичне розширення

     4------>1

Ізобаричне охолодження

Як видно з графіку роботу яку може виконати газ підчас такого процесу можна зобразити як площу утвореної фігури. 

Термічний ККД ідеального цикла Байрона описується формулою :                                                                                                                                      

                   Де   —показник збільшення тиску в процесі;

                       К—показник адіабати(К=с_p/c_v )

                  ККД цикла байрона залежить і від початкової температури( ) і кінцевої температури ( ) процесу стиску так само, як і ККД циклу Карно,оскільки:

                                                                                                

        

Отже для максимальної корисної дії механізму потібно 

максимально зменшити початкову температуру і    

максимально збільшити кінцеву.

Однак зрозуміло,що ідеальний цикл Брайтона не реальний з багатьох причин:не існує ідеального газу,максимальна температура нагрівання залежить від температури плавлення металів з яких складається механізм.Тому ККД реальних газових турбін наданий момент становить не  більше 65%

Б)Принцип дії газових турбін побудований на спочатку стисненні і розрідженні ,а потім спалюванні газу. Такий газ володіє великою енергією , а отже і здатен виконати роботу. Частина потужності турбіни витрачається на роботу компресора(щоб робота двигуна була безперервною), а решта є корисною вихідною потужністю ,що приводить в обертання високошвидкісний генератор за допомогою валу.

В)Будова газової турбіни

Стиснуте атмосферне повітря з компресора надходить в камеру згоряння, де змішуючись з паливом і відбувається горіння суміші. У результаті згоряння зростає температура, швидкість і обсяг потоку газу. Далі енергія гарячого газу перетворюється в роботу. При вході в соплову частину турбіни гарячі гази розширюються, і їх теплова енергія перетвориться в кінетичну. Потім, у роторній частині турбіни, кінетична енергія газів змушує обертатися ротор турбіни. Частина потужності турбіни витрачається на роботу компресора, а решта є корисною вихідною потужністю. Газотурбінний двигун приводить в обертання

високошвидкісний генератор за допомогою валу. Робота, споживана цим агрегатом, є корисною роботою ГТД.