Цикл ГТУ. Схема. Регенерация, необратимое сжатие и расширение

ГТУ отличает равномерность хода, большая удельная мощность, мобильность, отсутствие сложной схемы охлаждения, высокие начальные температуры в цикле.

К−компрессор; КС – камера сгорания; ТН топливный насос; Т – турбина.

Воздух из атмосферы поступает в К, где сжимается до 80 атм. Из К сжатый воздух поступает в КС, туда же подаётся топливо – жидкое или газообразное. Процесс горения протекает непрерывно, образуя дымовые газы, которые направляются в Т, где расширяясь совершают работу, которая идёт на привод К большей частью и на привод полезной нагрузки.

Теплота подводится изобарно. Выхлоп в атмосферу не рассматривается, а заменяется на изобарный отвод теплоты. С учётом этого цикл ГТУ в TS- и pV-диаграммах имеет вид:

Анализ цикла позволяет установить, что у процесса подвода и отвода теплоты есть участки с одинаковыми температурами. Естественно, используется это обстоятельство и осуществляется нагрев рабочего тела на участке 1-А за счёт охлаждения рабочего тела на участке 3-В. Такой переброс теплоты в пределах цикла называется регенерацией. В результате этого КПД цикла возрастает:

η_T(P) = 1-q_2P/q_1P=1-(q_2P-q_РЕГ)/(q₁-q_РЕГ) → η_T(P)> η_T.

Регенерация один из основных способов приближения η_T к η_T­ цикла Карно при тех же температурах.

η_T = 1-Т₂^ИН/Т₁^ИН

Регенерация расширяет интервал средних интегральных температур подвода и отвода теплоты, что делает цикл более совершенным. Вариант регенерации, описанный выше, называется предельной регенерацией. На практике он не реализуется, поскольку требует очень больших размеров регенеративного теплообменника. В реальном процессе количество теплоты регенерации оказывается меньшим.