ГТУ со ступенчатым сжатием и со ступенчатым сгоранием

Из термодинамики известно, что работа сжатия будет наименьшей, если процесс приблизить к изотермическому и уменьшить затраты энергии применяют ступенчатое сжатие с промежуточным охлаждением воздуха после каждой ступени компрессора в специальных воздухоохладителях (холодильниках).

Р^*,Т^*₃ ВО

Т^*₄, Р^*

Р₂, Т₂ Т₁,Р₁

Т₄,Р₄

Р^*

Т₅ в атмосферу

Р₁=const

P^*=const

4^*

p₂=const

Степень повышения давления в К1: β₁=Р*/Р₃

β₂=Р₄/Р*

Общая степень повышения давления: β=β₁•β₂=Р₄/Р₃

С применением промежуточного охлаждения воздуха, КПД ГТУ повышается, причем тем значительнее, чем больше степень регенерации-R. Увеличивается оптимальная степень повышения давления β_опт. Создаются условия для повышения единичной мощности ГТУ.

Повышение экономичности, снижение удельного расхода газа, увеличение единичной мощности могут быть достигнуты также с использованием ступенчатого сжигания топлива в камерах сгорания. В этом случае процесс расширения газа в ГТ приближается к изотермическому, а следовательно возрастает КПД и полезная работа ГТУ.

Р^*₂

Т^*₂

Т^*₁

Т₂ Т₁ т₃

Р₂ Р₁ р₃

Т₅

2^*

р₁=const

2^*’

p₂=const

В этом случае коэффициент избытка воздуха следует выбирать таким, чтобы сгорание в КС2 происходило без дополнительной подачи воздуха.

Из рассмотрения циклов ГТУ с промежуточным подогревом газа и со ступенчатым сжатием явствует, что чем больше ступеней, тем ближе соответствующий процесс к изотермическому. Однако число ступеней в той и другой схемах как правило бывает не больше двух из-за значительного усложнения и удорожания установки.