Учитывая, что температура продуктов сгорания за силовой турби-
ной, находящихся в эксплуатации базовых ГТД компрессорных стан-
ций и, следовательно, перед турбиной УГТУ, изменяется в достаточно
узком диапазоне от 400 до 550
◦
С, можно принять, что оптимальная
степень повышения полного давления
π
к.опт
УГТУ меняется незначи-
тельно. В этом случае КПД
η
к
,
η
т
,
η
мех
и коэффициенты сохранения
полного давления
σ
вх
,
σ
х
остаются неизменными и не зависят от
π
к
.
Следовательно, удельная работа цикла определяется в основном сте-
пенью повышения давления
π
к
, температурой газа перед турбиной
Т
г
и перед компрессором
Т
х
(за газоохладителем). Уравнение (2) пере-
пишем следующим образом:
L
e
=
A
−
B
X
−
CX,
(3)
где
A
=
Cp
г
η
т
η
мех
T
г
+
Cp
г
η
к
T
х
,
B
=
Cp
г
η
т
η
мех
T
г
(
σ
вх
σ
х
)
K
г
−
1
K
г
,
C
=
Cp
г
T
х
η
к
.
Через
х
обозначена величина
х
=
π
K
г
−
1
K
г
к
.
Определим оптимальное значение степени повышения давления
π
к.опт
УГТУ:
dL
e
dx
=
B
x
2
−
C
= 0
,
(4)
из которого вытекает
π
к.опт
=
T
г
T
х
K
г
2(
K
г
−
1)
(
η
r
η
т
η
мех
)
K
г
2(
K
г
−
1)
(
σ
вх
σ
х
)
1
2
.
(5)
При значении
π
к.опт
(5) мощность УГТУ и КПД достигают макси-
мального значения
N
e
=
N
e
max
,
η
e
=
η
e
max
. Для средней температуры
770 K продуктов сгорания на выходе из базовых ГТД (при входе в тур-
бину УГТУ), температуре за газоохладителем (при входе в компрессор
УГТУ) 300 K, коэффициенте избытка воздуха в продуктах сгорания
3,5 и обычных значений КПД лопаточных машин и коэффициентов
сохранения полного давления значение оптимальной степени повы-
шения давления УГТУ с измененной последовательностью процессов
составляет примерно 3,8, т.е.
π
к.опт
= 3
,
8
.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2014. № 1 73
