119895. lajstromszámú szabadalom • Munkaeljárás gázturbinákhoz és az eljárás foganatosítására való gázturbina
119895. '3 tartozó értékeket képviselik. A diagramm folytonos vonallal kihúzott, egyik seregbeli görbéi az azonos termikus hatásfoknak megfelelő pontokat, a nem folytonos 5 vonallal kihúzott, másik seregbeli görbéi pedig a beszívott levegő kilogrammjára vonatkoztatott, kalóriában kifejezett hasznos munkateljesítmény (fajlagos munkateljesítmény) egyes állandó érté-10 keinek megfelelő pontokat kötik össze. A felvett hőfok-, illetőleg hatásfokértékektől eltérő kiindulási adatokkal (la. 2. ábrával szemben a 3. és 4. ábrákat) a görbék kissé eltérő alakúak, egyébként 15 azonban hasonló lefolyásúak. E diagrammokból kitűnik, hogy bizonyos kedvező kompresszióviszory mellett, a 2. ábrán kb. pj/p0 =5 és Pi/Po = ll között, a tisztán adiabatikus expanzió-20 val dolgozó munkafolyammal is elérhető 25%-nál valamivel kedvezőbb teimikushatásfok, a fajlagos munkateljesítmény azonban kb. csak 24 és 17 cal/kg. között mozog. Ha ezzel szemben bizonyos nagy-25 ságú, állandó hőfokú expanziószakasz után, a melegbevezetés beszüntetésével, az expanziót adiabatikusan folytatjuk, tehát az adiabatikus expanzió hosszát az ismert eljárással szemben megrövidít-30 jük, lényegsen kedvezőbb termikus hatásfokot és fajlagos teljesítményt kapunk, így pl. ha a kompresszió nyomásviszonya PI/PO = 15, az adiabatikus expanaió viszonylagos hossza pedig 0.17, a termikus 35 hatásfok vit=30.5%, a fajlagos munka pedig 40 cal/kg. Ezek az adatok lényegesen kedvezőbbek, mint az ismert eljárással, teljesen adiabatikus expanzió mellett elérhető értékek. Az adiabatikus expanzió $0 viszonylagos hosszánek további csökkenésével, állandó (Pi/Po) kompresszióviszony mellett, a hatásfok romlik, a fajlagos teljesítmény azonban még tovább javul. Minthogy a fajlagos teljesít-45 mény emelkedése a szerkezet önsúlyának csökkenésével jár, előnyös ebből a szempontból aránylag rövid adiabatikus expanziót venni. Az adiabatikus expanzió legkisebb megengedhető hosszát az fogja 50 megszabni, hogy az égés a turbinából való kilépés előtt már biztosan befejeződjék, mert a tüzelőanyagnak a turbinából való kilépés után elégő része veszteség. így célszerű legalább ——— =0,05 Pi Po 55 viszonylagos hosszúságú adiabatikus expanziót alkalmazni. Az adiabatikus expanzió hosszabbítása — állandó kompresszióviszony mellett •— egy bizonyos határon túl már úgy hatásfokban, mint a fajlagos munkateljesítményben csökké- 60 nést idéz elő; a fajlagos teljesítmény azonban gyorsabban csökken, mint a hatásfok. Az adiabatikus expanzió viszonylagos hossza nagyobb kompresszióviszonynál nem lehet oly nagy, mint kisebb 65-kompresszióviszonynál, mert a fajlagos teljesítmény a ——— érték növelésével J P—Po ekkor gyorsabban csökken. Nem célszerű ezért az adiabatikus expanzió viszonylagos nagyságát a nyomásviszony függ- 70^ vényében bizonyos értéknél nagyobbra venni. A kompresszióviszony csökkentésével bizonyos határ (kb. pj/po=4) alatt a hatásfok gyorsan csökken, de esik a faj- 75. lagos teljesítmény is. Ezért, habár az alacsonyabb nyomásviszony egyszerűbb felépitésü szerkezetet ad, nem érdemes az előbb említett határ alá menni. A kompresszióviszony emelése is csak bi- 80-zonyos határig ajánlatos. Nagy kompresszióviszony ugyanis a szerkezetet bonyolulttá teszi, a szükséges fokozatok számát emeli, holott bizonyos határon túl, úgy a hatásfok, mint a fajlagos tel- 85 jesítmény szempontjából, kisebb kompresszióviszonynál is elélhetünk azonos értékeket. Ezért a kompresszióviszonynyal, ha azt egyéb szempontok nem indokolják, nem érdemes túl magasra 90. menni. A 4. ábrán ábrázolt viszonyok mellett, habár eltérő számértékekkel, szintén érvényesek a fenti meggondolások. Itt a tisztán adiabatikus expanzió esetén a legnagyobb fajlegos munka- 95 teljesítméry, emit még kb. 40% hatásfok mellett elérhetünk, kb. 36 cal/kg., holott -2i.= 26 és P ? ~P° =0,17 értékek-Po P—Po kel, a hatásfok 44%, a fajlagos munkateljesítmény pedig kb. 70 cal/kg. A leg- 100 jobb hatásfok, kb. 45—50% kb. — = 4 Po és P »~P° = 0.3 értékeknél fekszik kb. Pi~Po 46 cal/kg. fajlagos munkateljesítménynyel. 4 alatt úgy a hatásfok, mint a Po munkateljesítmény a 4. ábra alapjául io6-vett hőfok- és hatásfokadatok mellett is rossz. A 3. ábra a 2. és 4. ábrák viszonyai közt fekvő viszonyokat mutat.
