2. Рабочий процесс газотурбинных установок (гту).

Рассмотрим последовательность термодинамических процессов в основных агрегатах ГТУ, приведённой на рис. 3.1, в, отображая их наT–s диаграмме (см. рис. 3).

Рисунок 3 - T–s диаграмма цикла

Атмосферный воздух с давлением р_а через фильтр попадает на вход компрессора низкого давления, преодолевая гидравлическое сопротивление фильтра Δр_ф. Величина этого гидравлического сопротивления зависит от конструкции фильтра и скорости воздуха в нём и обычно определяется экспериментального.

Процесс сжатия в первом компрессоре начинается при давлении р1 = ра – Δр_ф (точка 1). Температура в начале сжатия Т₁. С учётом потерь на трение процесс сжатия 1–2 идёт по политропе ( n ≈ 1,35) и в соответствии со вторым законом термодинамики смещается вправо от изоэнтропы. Давление на выходе из компрессора будет р₂ = р₁λ, где λ – степень повышения давления в первом компрессоре. В осевых компрессорах величина λ обычно лежит в пределах 3…5.

Охлаждение в охладителях происходит практически при р = const, но из-за гидравлических потерь давление в конце охлаждения (процесс 2–3, например) будет несколько меньшим, чем p2 (на величину гидравлического сопротивления этого теплообменника Δр_ох1). Расход и температура охлаждающей воды подбираются так, чтобы воздух охладился практически до температуры T₁. Итак, р₃ = р₂ – Δр_ох1, Т₃ = Т₁.

Аналогичные процессы (3–4 и 4–5) проходят и в компрессоре среднего давления и во втором охладителе.

Сжатие воздуха в компрессоре высокого давления отображается процессом 5–6. После этого компрессора сжатый воздух направляется в регенератор, где процесс нагрева воздуха протекает практически при р = const и он отражён отрезком изобары 6–7. В действительности на выходе из регенератора давление меньше, чем р₆ на величину гидравлических потерь в этом теплообменнике:

р₇ = р₆ – Δр_рег.

Процесс сжигания топлива и подвод тепла в КС1 происходит также при p = const. Здесь тоже есть гидравлические потери, так что и точка 8 сдвигается немного вправо по отношению к предыдущей точке.