Gazowe obiegi silnikowe-opracowanie

Nasza ocena:

3
Wyświetleń: 1568
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Gazowe obiegi silnikowe-opracowanie - strona 1 Gazowe obiegi silnikowe-opracowanie - strona 2

Fragment notatki:

07. Gazowe obiegi silnikowe – streszczenie
Obieg podczas którego wytwarzana jest praca (netto) nazywany jest obiegiem silnikowym, a
obieg silnikowy podczas którego czynnik roboczy pozostaje w fazie gazowej nazywamy jest
gazowym obiegiem silnikowym.
Obiegiem realizowanym pomiędzy zbiornikiem energii o temperaturze TW, a magazynem
energii o temperaturze TN o największe sprawności termicznej jest obieg Carnot’a, a jego
sprawność termiczną określa zależność
ht ,Carnota = ht ,C = 1 -
TN
TW
Rzeczywiste obiegi gazowe są dość złożone. Przybliżenia stosowane w celu uproszenia
ich analizy znane są jako założenia o standardowym (porównawczym) obiegu powietrznym.
Przy tych założeniach wszystkie procesy traktowane są jak wewnętrznie odwracalne; czynnik
roboczy traktowany jest jak powietrze, które zachowuje się jak gaz doskonały; procesy
spalania i usuwania spalin są zastąpione, odpowiednio, przez procesy przy których ciepło jest
dostarczane i wyprowadzane. Założenia o obiegu porównawczym i powietrzu nazywane są
założeniami o standardowym (porównawczym) obiegu z zimnym powietrzem, gdy dodatkowo
przyjmujemy, że powietrze ma stałe właściwe pojemności cieplne o wartościach określonych
przy temperaturze pokojowej.
Obiegiem idealnym dla współczesnych silników z turbiną gazową jest obieg Braytona,
który zbudowany jest z czterech wewnętrznie odwracalnych procesów: izentropowej
kompresji, dostarczania ciepła przy stałym ciśnieniu, izentropowej ekspansji, oddawaniu
ciepła przy stałym ciśnieniu.
Jeżeli przyjmiemy, że czynnikiem roboczym w obiegu Braytona jest powietrze
(standardowy obieg powietrzny Braytona), to jego sprawność termiczna jest równa
ht ,brayton = 1 -
1
( k -1) / k
p
r
gdzie rp = pmax/pmin jest stopniem sprężania, a k jest wykładnikiem izentropy (k = cp/cv).
Odchylenie rzeczywistych sprężarek i turbin od ich izentropowych modeli może być
dokładnie obliczone przez wykorzystanie ich izentropowych sprawności, zdefiniowanych
jako
l
i -i
hS = s = 2 s 1
lrz i2 rz - i1
l
i -i
hT = rz @ 3 4rz
ls
i3 - i4 s
gdzie stany 1 i 3 są stanami na wlocie, 2rz i 4rz są rzeczywistymi stanami na wylocie, a 2s i
4s są izentropowymi stanami na wylocie.
W silnikach z turbiną gazową, temperatura gazów opuszczających turbinę jest znacznie
wyższa od temperatury powietrza opuszczającego sprężarkę. Dlatego też, powietrze o
wysokim cienieniu opuszczające sprężarkę może być ogrzane ciepłem pobieranym z gorących
gazów wylotowych z turbiny w przeciwprądowym wymienniku ciepła, nazywanym także
regeneratorem.
Dla określenia stopnia zbliżenia się regeneratorów rzeczywistych do regeneratora idealnego zdefiniowano efektywność regeneracji jako
e reg =
qreg ,rz
.
qreg ,max
Przy założeniu, że czynnikiem roboczym w obiegu jest powietrze, sprawność termiczna
obiegu Braytona z regeneracją przybiera postać
æT ö
ht ,reg = 1 - ç 1 ÷rp( k -1) / k
çT ÷
è 2ø
gdzie T1 i T3 są minimalną i maksymalną temperaturami w obiegu.
2/07


(…)

…), to jego sprawność termiczna jest równa
ht ,brayton = 1 -
1
( k -1) / k
p
r
gdzie rp = pmax/pmin jest stopniem sprężania, a k jest wykładnikiem izentropy (k = cp/cv).
Odchylenie rzeczywistych sprężarek i turbin od ich izentropowych modeli może być
dokładnie obliczone przez wykorzystanie ich izentropowych sprawności, zdefiniowanych
jako
l
i -i
hS = s = 2 s 1
lrz i2 rz - i1
l
i -i
hT = rz @ 3 4rz
ls
i3 - i4 s…
... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz