Принцип действия. Газотурбинным называется такой тепловой двигатель, в котором потенциальная энергия

Газотурбинным называется такой тепловой двигатель, в котором потенциальная энергия рабочего тела превращается в механическую энергию в газовой турбине. Рабочим телом в газовой турбине служит любой газ (воздух, продукты сгорания, гелий, азот и др.) или их смеси.

Газотурбинный двигатель с зубчатой передачей и навешенными или расположенными на общей с ним раме вспомогательными механизмами и устройствами называется газотурбинным агрегатом.

Газотурбинный агрегат с обслуживающими его системами образует газотурбинную установку (ГТУ).

Схема простейшего судового газотурбинного двигателя (ГТД) (открытого цикла) с горением топлива при постоянном давлении представлена на Рис. 25, а соответствующие процессы термодинамического цикла в диаграмме T-S изображены на Рис. 26.

Рис. 25. Схема ГТУ открытого цикла

В состав ГТД входят три основных элемента: газовая турбина 5, компрессор 3 и камера сгорания 4. Помимо этого на схеме изображено: гребной винт 7, редуктор 6, муфта 2 и пусковой электродвигатель 1.

Компрессор засасывает атмосферный воздух, сжимает его до определенного давления р и подает в камеру сгорания. Сюда же топливным насосом непрерывно подается топливо, которое сгорает в среде сжатого воздуха.

Образующиеся при этом продукты сгорания (газы) при высокой температуре и давлении поступают в газовую турбину, где, расширяясь вращают ротор точно так же, как пар вращает ротор паровой турбины. Отработавшие газы выбрасываются в атмосферу, в силу этого цикл называем открытым.

Газовая турбина большую часть своей мощности затрачивает на привод компрессора, а оставшуюся часть (полезная мощность) отдает гребному винту 7.

Вращение от газовой турбины к гребному винту передается через зубчатую передачу (редуктор) 6.

Запуск установки производится от пускового электродвигателя 1, который может быть соединен с общим для турбины и компрессора валом при помощи специальной муфты 2. Электродвигатель сообщает компрессору требуемую частоту вращения, после чего в камеру сгорания подается через форсунку топливо, и установка начинает работать.

ГТУ работает по циклу, изображенному на Рис. 26.

Рис. 26. Цикл ГТУ

Здесь:

1-2’- адиабатный процесс сжатия в компрессоре;

1-2 - действительный процесс сжатия в компрессоре с учетом внутренних потерь;

2-3 - подвод теплоты в камере сгорания;

3-4’- адиабатный процесс расширения в турбине;

3-4 - действительный процесс расширения в турбине;

4-1 - условный замыкающий процесс, соответствующий охлаждению газов, покидающих турбину.

Дата добавления: 2015-07-20