Подставляя полученные выражения для отношений температур в равенство

(6.7), окончательно получим:

() γ-1

γ

ε

λ 1 γλ ρ 1

λρ 1

η 1

∗

⋅

− + −

−

= −

∗

∗ (6.8)

Как показывает полученный результат, термодинамический к. п. д.

Цикла Тринклера так же, как и двух предыдущих, увеличивается при повы-

шении степени сжатия ε*. Так же, как и для цикла Дизеля, он уменьшается

при росте степени предварительного расширения ρ*, т. е. при увеличении

Нагрузки на двигатель. Однако этот недостаток частично компенсируется тем

фактом, что η для цикла Тринклера увеличивается при возрастании степени

повышения давления λ*, т. е. при увеличении доли топлива, сжигаемой в

Изохорном процессе, что достигается улучшением распыления топлива.

Отметим, что из выражения (6.8) в качестве частных случаев могут

Быть получены формулы для термодинамического к. п. д. циклов Отто и

Дизеля. Действительно, при ρ* = 1 получаем выражение (6.4), а при

λ* = 1 _ выражение (6.6).

На рис. 6.4 три рассмотренных цикла показаны на диаграмме Т _ s

при одной и той же максимальной температуре. Здесь отрезки 1_ 2, 1 _ 2' и

1 _ 2" изображают адиабатное сжатие в циклах Отто, Дизеля и Тринклера

Рис. 6.4. Теоретические циклы двигателей внутреннего сгорания

на диаграмме Т _ s

соответственно, 2 _ 3 _ изохорный подвод теплоты в цикле Отто; 2' _ 3

_ изобарный в цикле Дизеля; 2" _ 3' и 3' _ 3 _ изохорный и изобарный в

цикле Тринклера. Остальные процессы _ адиабатное расширение (рабочий

ход) 3 _ 4 и изохорный отвод теплоты 4 _ 1 _ при рассматриваемых

Условиях одинаковы для всех трех циклов. Как видно из этой диаграммы,

максимальная теплота qo (площадь, заключенная внутри контура цикла),

Полезно преобразуемая в работу и, следовательно, максимальный термоди-

намический к. п. д. имеет место в случае цикла Дизеля, минимальный _ в

Случае цикла Отто.

Теоретические циклы газотурбинных установок

Газотурбинные установки представляют собой тепловые двига-

Тели, в которых теплота, выделяющаяся при сжигании топлива в

Камере сгорания, частично превращается в механическую работу в

Результате расширения продуктов сгорания в газовой турбине.

При этом турбина - это лопаточный двигатель, преобразующий

Энергию потока пара, газа или воды, протекающих через сопловой аппа-

рат и рабочие лопатки ротора (лопасти рабочего колеса) в механическую

Энергию.

В зависимости от характера рабочего тела различают паровые, газовые

И гидравлические турбины.

В настоящее время в промышленности широкое применение находят

Паровые и газовые турбины. Паровые турбины, работающие на энергети-

Ческом паре, получаемом с ТЭЦ либо с котлов-утилизаторов, используются в

Качестве привода турбокомпрессоров и турбонасосов. Газовые турбины рабо-

Тают на технологических и отбросных газах технологических производств,

Имеющих избыточное давление или газах, полученных путем сжигания

Топлива.

Рис. 6.5. Схема газотурбинной установки: 1– осевой компрессор,

Газовая турбина, 3 – камера сгорания, 4 – топливный насос,

Форсунка, 6 – сопло, 7 – теплообменник (регенератор)

Благодаря быстроходности, компактности и более высокому термо-

Динамическому к. п. д. газотурбинные установки имеют определенные

Преимущества перед двигателями внутреннего сгорания.

Наибольшее распространение получили газотурбинные установки, в

Камерах которых сгорание топлива происходит при постоянном давлении.

Турбины бывают одноступенчатые и многоступенчатые.

Одноступенчатая турбина (рис. 6.5) состоит из статора (соплового аппарата)

И ротора – по которым движется рабочее тело (газ).

Работа турбинной установки заключается в следующем.

Топливо с помощью топливного насоса 4 подается в камеру сгорания 3, где

Распыляется форсункой 5. Воздух, необходимый для сжигания топлива (и

Дополнительно для последующего разбавления продуктов сгорания), засасы-

Вается в компрессор 3 при атмосферном давлении р1 сжимается в нем до

Давления р2 и подается в камеру сгорания, где происходит сгорание топлива

При постоянном давлении p2. Образующиеся продукты сгорания, разбавлен-

ные воздухом до температуры (700 _ 800 ｰС), расширяются в сопловом

Аппарате 6 газовой турбины 2 до начального давления р1 и приводят во

Вращение рабочее колесо турбины, затем при давлении р1 выбрасываются в

Окружающую среду или дополнительно проходят через теплообменник

(регенератор) 7 с целью снижения тепловых потерь с уходящими газами.

Привод топливного насоса и компрессора осуществляется от рабочего

Вала турбины.