Схема работы и цикл простейшей газотурбинной установки (ГТУ)

Принципиально работа ГТУ может быть организована двумя способами: с подводом тепла при v = const и подводом тепла при р = const.

При работе ГТУ по циклу с подводом теплоты пара при v = const, камера сгорания отключается от компрессора и газовая турбина специальными запорными устройствами. За счет этого процесс в КС осуществляется изохорно и давление увеличивается значительно выше давления, создаваемого компрессором. В современных ГТУ, как правило, q подводится при р = const. На рис. 7 изображен цикл и принципиальная схема работы простейшей судовой ГТУ.

Характеристиками цикла являются степень повышения давления в компрессоре β = р₂/р₁ и степень изобарного расширения r = v₃/v₂.

Внешний воздух, засасываемый турбокомпрессором, сжимается до давления р₂ и нагнетается в камеру сгорания, куда впрыскивается жидкое топливо, которое сгорая, образует газообразные продукты сгорания высокой температуры. Затем продукты сгорания поступают в ГТ, где расширяются до атмосферного давления. Выпуск отработавших газов из турбины производится во внешнюю среду.

В ГТУ с точки зрения термодинамики процесс преобразования тепловой энергии в механическую осуществляется по тому же принципу, что и в ДВС. В обоих случаях сжатая горючая смесь после сгорания расширяется и производит работу, часть которой тратится на осуществление сжатия.

Иное конструктивное оформление ГТУ сравнительно с ДВС позволяет осуществить полное расширение газов в турбине, т. е. довести давление в конце расширения до внешнего давления, что увеличивает КПД.