Газовые турбины

Автор: Пользователь скрыл имя, 30 Ноября 2010 в 18:05, доклад

Описание работы

Газовые турбины описываются термодинамическим циклом Брайтона, в котором сначала происходит адиабатическое сжатие воздуха, затем сжигание при постоянном давлении, а после этого осуществляется адиабатическое расширение обратно до стартового давления.

На практике, трение и турбулентность вызывают:

Неадиабатическое сжатие: для данного общего коэффициента давления температура нагнетания компрессора выше идеальной.

Неадиабатическое расширение: хотя температура турбины падает до уровня, необходимого для работы, на компрессор это не влияет, коэффициент давления выше, в результате, расширения не достаточно для обеспечения полезной работы.

Работа содержит 1 файл

запчасти паровых турбин.docx

— 13.38 Кб (Скачать)

     Газовая турбина (фр. turbine от лат. turbo вихрь, вращение) — это тепловой двигатель непрерывного действия, в лопаточном аппарате которого энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу.[источник не указан 201 день] Состоит из ротора (рабочие лопатки, закреплённые на дисках) и статора (направляющие лопатки, закреплённые в корпусе).

     Газ, имеющий высокую температуру  и давление, поступает через сопловой аппарат турбины в область  низкого давления за сопловой частью, попутно расширяется и ускоряется. Далее, поток газа попадает на рабочие  лопатки турбины, отдавая им часть  своей кинетической энергии и  сообщая лопаткам крутящий момент. Рабочие лопатки передают крутящий момент через диски турбины на вал. Полезные свойства газовой турбины: газовая турбина, например, приводит во вращение находящийся с ней  на одном валу генератор, что и  является полезной работой газовой  турбины. Газовые турбины используются в составе газотурбинных двигателей (применяются для транспорта) и  газотурбинных установок (применяются  на ТЭЦ в составе стационарных ГТУ, ПГУ).

     Принцип работы

     Газовые турбины описываются термодинамическим  циклом Брайтона, в котором сначала  происходит адиабатическое сжатие воздуха, затем сжигание при постоянном давлении, а после этого осуществляется адиабатическое расширение обратно  до стартового давления.

     На  практике, трение и турбулентность вызывают:

     Неадиабатическое сжатие: для данного общего коэффициента давления температура нагнетания компрессора выше идеальной.

     Неадиабатическое расширение: хотя температура турбины падает до уровня, необходимого для работы, на компрессор это не влияет, коэффициент давления выше, в результате, расширения не достаточно для обеспечения полезной работы.

     Потери  давления в воздухозаборнике, камере сгорания и на выходе: в результате, расширения не достаточно для обеспечения полезной работы.

       Как и во всех циклических  тепловых двигателях, чем выше  температура сгорания, тем выше  КПД. Сдерживающим фактором является  способность стали, никеля, керамики или других материалов, из которых состоит двигатель, выдерживать температуру и давление. Значительная часть инженерных разработок направлена на то, чтобы отводить тепло от частей турбины. Большинство турбин также пытаются рекуперировать тепло выхлопных газов, которые, в противном случае, теряется впустую. Рекуператоры — это теплообменники, которые передают тепло выхлопных газов сжатому воздуху перед сгоранием. При комбинированном цикле тепло передается системам паровых турбин. И при комбинированном производстве тепла и электроэнергии (когенерация) отработанное тепло используется для производства горячей воды.

       Механически газовые турбины  могут быть значительно проще,  чем поршневые двигатели внутреннего  сгорания. Простые турбины могут  иметь одну движущуюся часть:  вал / компрессор / турбина / альтернативный  ротор в сборе (см. изображение выше), не учитывая топливную систему.

     Более сложные турбины (те, которые используются в современных реактивных двигателях), могут иметь несколько валов (катушек), сотни турбинных лопаток, движущихся статорных лезвий, а также обширную систему сложных трубопроводов, камер сгорания и теплообменников.

     Как правило, чем меньше двигатель, тем  выше должна быть частота вращения вала(ов), необходимая для поддержания максимальной линейной скорости лопаток. Максимальная скорость турбинных лопаток определяет максимальное давление, которое может быть достигнуто, что приводит к получению максимальной мощности, независимо от размера двигателя. Реактивный двигатель вращается с частотой около 10000 об/мин и микро-турбина — с частотой около 100000 об/мин.

     Упорные подшипники и радиальные подшипники являются критическими элементом разработки. Традиционно они были гидродинамические, или охлаждаемые маслом шарикоподшипники. Их превзошли воздушные подшипники, которые успешно используются в  микротурбинах и вспомогательных силовых установках.

Информация о работе Газовые турбины