Рис. 3. Зависимость температуры охла-
ждающего воздуха от степени повыше-
ния давления в компрессоре:
1
— температура охлаждающего воздуха
ГТУ простого цикла;
2
— температура охла-
ждающего воздуха при впрыске воды в си-
стему охлаждения;
3
— относительный рас-
ход воды, впрыскиваемой в охлаждающий
воздух
В рассмотренной схеме когенерационной ГТУ (см. рис. 1) исполь-
зуетсяэффект газотермического восстановленияполного давления,
что позволяет увеличить мощность и повысить экономичность уста-
новки без измененияконструкции ГТУ и при минимальных капита-
ловложениях. В патрубок за турбиной, в высокотемпературный поток
впрыскиваетсявода, котораяиспаряясь, охлаждает его до температуры
363. . . 373K перед УВКК.
Последующее охлаждение парогазовой смеси с конденсацией па-
ра в УВКК снижает температуру до
303
. . .
313
K, что позволяет ис-
пользовать скрытую теплоту конденсации, которая является основной
составляющей теплоты УВКК.
Одновременно при понижении температуры выхлопных газов за
турбиной возникает эффект газотермического восстановленияполно-
го давленияуходящих газов [6, 7]. Этот эффект основан на том, что при
отводе теплоты дозвуковой поток тормозится, а сверхзвуковой ускоря-
ется. При этом давление торможения газа повышается, т.е. возникает
тепловое сопротивление изменению скорости потока, связанное с из-
менением плотности газа и его скорости.
Использование эффекта газотермического восстановленияполного
давленияв выхлопном патрубке ГТУ приводит к понижению давле-
нияза последней ступенью турбины. При этом увеличиваетсястепень
расширенияв турбине, что приводит к увеличению теплоперепада, а
следовательно повышаютсямощность и экономичность установки.
При впрыске испаряющейся жидкости в выхлопной патрубок уве-
личиваетсярасход рабочего тела (расходное воздействие), отводится
теплота от газового потока за счет процесса испарения(тепловое воз-
действие). Если пренебречь изменением количества движенияпотока
газа в результате впрыска жидкости, то в общем случае на основе урав-
нений одномерной газовой динамики с учетом сил тренияи указанных
воздействий уравнение обращениявоздействияна газовый поток по-
лучит вид
dp
p
∗
∗
=
−
k
M
2
2
dT
∗
T
∗
−
4
kM
2
2
C
f
dx
D
−
k
M
2
(1
−
m
)
dG
G
,
84 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 1
