Применение предложенных схем и компоновок ГТД позволит
упростить переход к изготовлению ГТД из керамических конструкци-
онных материалов без охлаждения проточных частей с соответствую-
щим поэтапным увеличением температуры газа до
1473
K (
1200
◦
C) и
1673
K (
1400
◦
C) и снижением удельного расхода топлива до уровня
165
и
145
г/(кВт
∙
ч) (КПД
50
% и
58
% соответственно).
В целях уменьшения габаритных размеров ГТД возможно выпол-
нение промежуточного замкнутого жидкостного контура в системе
воздухоохладителей, что позволит встроить внутренние охладители
в проточную часть ГТД, а внешние охладители разместить вне мотор-
ного отделения.
Экономичность газотурбинных установок (ГТУ) и двигателей на
номинальном режиме зависит от уровня термодинамических параме-
тров, совершенства цикла и слабо зависит от компоновки узлов, числа
валов, размещения и типа нагрузки [4]. При работе ГТД на переменных
режимах в широком диапазоне изменения мощности экономичность
существенно зависит от многих факторов: схемы установки, компо-
новки агрегатов ГТД; числа валов; размещения нагрузки, ее типа и
характеристики; конструкции узлов, в частности от изменения про-
ходных сечений; заданного закона регулирования; принятых способа
и программы регулирования, а также от изменения внешних условий.
Особенностью исследуемых схем является подсоединение электро-
генератора переменного тока с постоянной частотой вращения ротора
к валу высокого давления ГТД, что позволяет улучшить топливную
экономичность на переменных режимах и динамику переходных ре-
жимов.
Таким образом, для окончательного выбора схемы, компоновки и
параметров ГТД необходимо исследовать их влияние на эффектив-
ность режимов частичной мощности ГТД.
С этой целью разработана методика расчета и проведено иссле-
дование экономичности ГТД различных схем в широком диапазоне
изменения мощности, значений степени повышения давления
π
к
, тем-
ператур
Т
г
и степени регенерации
σ
.
Известно, что для повышения КПД газотурбинной установки целе-
сообразно увеличение значений параметров
π
к
и
Т
г
, применение усо-
вершенствованных циклов (регенерации, промежуточного охлаждения
и промежуточного подогрева) и многоагрегатных схем. Примером от-
носительно простой многоагрегатной установки является двухваль-
ный блокированный ГТД (см. рис. 1), в котором нагрузка может быть
подключена к ротору как низкого, так и высокого давления [3–5].
При использовании генератора переменного тока с регулировани-
ем по закону
n
=
const в ГТД с ротором низкого давления (схемы
2БН, 2БНО или 2БНРО) компрессор К1 работает при постоянной ча-
стоте вращения ротора (
n
=
const) и, следовательно, расход воздуха
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2008. № 4 5
