Эксергетический анализ ГТУ
![]() |
Традиционный метод теплового баланса применительно к простой схеме ГТУ (рис.8.17) указывает на то, что единственными потерями ГТУ являются потери теплоты с уходящими газами Q2.
КПД использования теплоты топлива ГТУ: .
Эксергетический КПД ГТУ имеет более сложное выражение, чем КПД использования теплоты: , (8.38)
где Ет»Q1 – эксергия топлива (пл. 2-3-в-а-2 рис. 8.18);
ÑЕхт – потеря эксергии, вызванная необратимостью химического процесса горения топлива (пл. I); ÑЕгт – потеря эксергии, вызванная необратимостью адиабатного процесса расширения газа в газовой турбине (пл. II); ÑЕух – потеря эксергии, вызванная необратимостью процесса отвода теплоты от уходящих газов в окружающую среду (пл. III);
![]() |
ÑЕгт – потеря эксергии, вызванная необратимостью адиабатного процесса сжатия воздуха в компрессоре (пл. IV).
Эксергетический метод позволяет более детально оценить потери ГТУ. Потери от необратимости процесса сгорания топлива (пл. I) неизбежны при всех процессах горения органического топлива. Поэтому в соответствии с выражением (8.37) и рис. 8.18 видно, что на экономичность ГТУ кроме потерь с уходящими газами (пл. III) существенное влияние оказывают потери, вызванные необратимостью адиабатных процессов в компрессоре (пл. IV) и газовой турбине (пл. II).
Вопросы для самоподготовки к главе 8
1. Почему не нашли практического применения ГТУ, выполненные по замкнутой схеме ?
2. Какие основные достоинства и недостатки ГТУ, выполненных по разомкнутой схеме ?
3. Какие допущения приняты при рассмотрении тепловой экономичности разомкнутого цикла ГТУ с изобарным подводом теплоты к рабочему телу ?
4. Какое влияние оказывает на тепловую экономичность идеального цикла ГТУ степень повышения давления воздуха в компрессоре ?
5. С какой целью для ГТУ вводится коэффициент работы j ?
6. Какое влияние оказывает на тепловую экономичность реального цикла ГТУ степень повышения давления воздуха в компрессоре ?
7. Какое влияние оказывают на тепловую экономичность реального цикла ГТУ температуры воздуха на входе в компрессор Т1 и температура газов на выходе из камеры сгорания Т3 ?
8. Какие особенности имеет регенеративный цикл разомкнутой схемы ГТУ по сравнению с регенеративным циклом ПТУ ?
9. Какое отличие влияния на тепловую экономичность реального регенеративного цикла ГТУ степени повышения давления воздуха в компрессоре по сравнению с влиянием той же величины на экономичность простого цикла ГТУ ?
10. С какой целью в схеме регенеративной ГТУ используется двухступенчатое сжатие с промежуточным охлаждением и двухступенчатым подводом теплоты к рабочему телу ?