Критерии оценки эффективности ГТУ

Проектирование совершенного ГТД требует разработки определенного кри­терия эффективности (КЭ); экстремальное значение которого будет соответ­ствовать максимальному качеству теплового двигателя для конкретной области применения.

Известно большое число параметров, которые позволяют сравнивать поло­жительные и отрицательные свойства двигателей и способствуют обоснованно­му выбору наиболее подходящего по техническим требованиям двигателя. Одна­ко до сих пор отсутствует КЭ или обобщенная система таких критериев, которые позволяли бы однозначно оценивать качество сравниваемых установок.

Анализ современных условий, сложившихся в промышленности и в эконо­мике, позволяет сформулировать следующие четыре КЭ: технический, экономи­ческий, коммерческий и гуманистический.

Технический КЭзависит от технических параметров двигателя, его схемы, технологии изготовления, может быть определен при проектировании двигате­ля и уточнен при его изготовлении. Это мощность или сила реактивной тяги, удельные масса и объем двигателя, его КПД на номинальном и переменных режимах или удельный расход топлива определенного вида. К техническому па­раметру двигателя можно отнести и его стоимость, хотя она зависит не только от конструкции, но и от стоимости производства.

Поскольку один и тот же двигатель может быть использован в различных областях народного хозяйства с неодинаковой полезной отдачей, значения тех­нического КЭ, позволяющего оценить качество двигателя, могут отличаться.

Экономический КЭ может быть определен по стоимости полезной отдачи двигателя. Экономическим КЭ являются, в частности, удельные приведенные затраты. В стационарной энергетике это стоимость энергии (в р/(кВт-ч), на транспорте - стоимость перевозки 1 т груза или одного пассажира на расстоя­ние 1 км (в р/(т-км), на насосных станциях - стоимость перекачанной массы или объема (в р/кг или р/м³). Такой же критерий может быть использован в про­мышленных установках и металлургии, где применение ГТД увеличивает или ускоряет получение полезного продукта. Значение экономического КЭ может служить основой для выбора ГТД, оно связано с его техническими и стоимост­ными параметрами, зависящими от принятых законов в регионе и налоговой политики государства.

Весьма важной составляющей экономического КЭ является стоимость топ­лива, которая сильно влияет на технические параметры ГТД.

Коммерческий КЭ позволяет оценить достоинства двигателя, если целью предпринимателя является увеличение вложенного капитала. Такими крите­риями являются, например, максимальная прибыль и быстрота окупаемости. Экстремальное значение коммерческого КЭ не может гарантировать высокие технические качества перспективного теплового двигателя, чаще оно соответ­ствует простому дешевому ГТД с невысоким КПД.

Указанные КЭ способствуют удовлетворению современных требований за­казчика и предпринимателя, направленных на получение максимальной матери­альной выгоды от производства и эксплуатации двигателя, что не всегда соот­ветствует интересам человека и улучшению условий его жизни. Удовлетворению упомянутых требований может способствовать выбор перспективы развития те­пловых двигателей с помощью гуманистического КЭ, т.е. с максимальным обеспечением интересов человека, что предполагает максимальную сохранность объекта, среды обитания и земных недр.

Технический, экономический и коммерческий КЭ способствуют удовлетворению современных требований заказчика, направленных на получение максимальной выгоды от производства, эксплуатации и окупаемости затрат на установку в целом, что не всегда соответствует интересам человека и улучшению условий его труда и жизни.

Надежность двигателя можно обеспечить современными весьма совершенными методами прочностных расчетов. Сохранение среды обитания предполагает поддержание постоянными состава, температуры, шумовой и вибрационной характеристик окружающей среды – воздуха, воды в водоемах, растительности и плодородного слоя. Для выполнения этих условий в последнее время значительное внимание уделяется экологии, принимаются законы и международные нормы, запрещающие эксплуатацию объектов или обязывающие уплату штрафов предприятием при нарушение работающим объектом узаконенных норм.

Схемы простых ГТУ. Преимущества и недостатки таких схем.

Тепловые схемы и основные характеристики наземных ГТД

Большинство приводных ГТУ построенных на основе авиационных двигателей выполнено по простому циклу.

Простая ГТУ

Г

КТ~Н

Рис.1 Схема ГТУ простого цикла