Принцип работы газовых турбин

Все тепловые двигатели, в том числе и газотурбинные, основаны на простом принципе: с повышением температуры сгорания, повышается коэффициент полезного действия. Снижает КПД способность металлов, из которых состоит турбина (никель, сталь керамика) выдерживать нужное давление и высокую температуру. Газовая турбина (установка) является тепловым двигателем, который совмещает характеристики ДВС и паровой турбины. Рабочий аппарат двигателя включает роторный механизм (с лопатками на диске) и статор (с лопатками на корпусе). Во время работы турбины сжатый газ высокой температуры передает кинетическую энергию рабочим лопастям и приводит к вращению вала, который, в свою очередь, запускает агрегат.

Турбины применяют в газотурбинных станциях (ТЭЦ, мини электростанции) и двигателях (в авиации, судостроении и танкостроении).

Принцип действия

Цикличность прохождения газа в турбине описана в термодинамике Брайтона. Идеальный рабочий цикл по Брайтону включает несколько последовательных процессов:

  1. Изоэнтропическое (адиабатическое) сжатие.
  2. Сжигание при стабильном давлении.
  3. Адиабатическое расширение до начального давления.
  4. Отвод тепла.

Но в реальности турбулентность и сила трения вносят свои коррективы в работу газотурбинного двигателя:

  1. Так как температура в компрессоре превышает идеальную, сжатие газа становится неадиабатическим.
  2. Несмотря на падение температуры до необходимого уровня, коэффициент давления остается высоким, поэтому расширения недостаточно для работы.
  3. К недостаточному расширению приводит и потеря давления в сопловом аппарате и камере сгорания.

Многие инженерные изыскания направлены как раз на то, чтоб отводить лишнее тепло от двигателя, повышая его отдачу. Также, для увеличения КПД многие турбины снабжают теплообменниками, в которых происходит передача тепла от выхлопных газов на паровые генераторы. В результате отработанное тепло не теряется, а используется для нагрева воды.

Электростанции, оснащенные турбинными двигателями, применяют в различных областях промышленности и в ЖКХ. Наша компания предлагает купить газовую электростанцию в качестве автономного источника электроэнергии. Обладая высоким КПД, наши станции не производят вредных выбросов и не нуждаются в огромных дымовых трубах. Эти факторы позволяют устанавливать станции поблизости от жилых объектов.