Obraz0029

gdzie: e -—w V,

T,

p₂ r₃

5.4. Obiegi silników turbinowych

Główna strata pracy w silnikach tłokowych wynika stąd, że spaliny j ' t koniec ekspansji mają zarówno wysoką temperaturę, jak i ciśnienie. Turbin* natomiast w porównaniu z silnikami tłokowymi posiadają tę zaletę, że spaliny mogą ekspandować do ciśnienia otoczenia, co powoduje zwiększenie pracy obiegu.

5.4.1. Obieg Humphreya

Obieg Humphreya, rys. 5.6, jest obiegiem porównawczym dla turbin o spalaniu wybuchowym, w których ciepło doprowadzane jest przy stałej objętości. Składa się on z izentropy, podczas której czynnik termodynamiczny jest sprężany, izochory, wzdłuż której jest doprowadzane ciepło, izentropy w czasie, której czynnik ekspanduje do ciśnienia otoczenia, oraz przemiany izobarycznej wzdłuż której ciepło jest oddawane do otoczenia.

Rys. 5.6. Obieg Humphreya w układzie p-V (a) i T-S (b)

Z rysunku 5.6 wynika, że przy takiej samej ilości doprowadzonego ciepła praca obiegu Humphreya jest większa od pracy obiegu Otta o pole ograniczone punktami    Sprawność termiczna obiegu Humphreya wyraża się wzorem

Tli

H

CpCC-Ti)

c,(T₃ -t₂)

f i

K l|/^K - 1

_K

(5.12)

,    p, Jl

C'1/n*: H - —, W ~ —

Pl ^T2

V4.2. Obieg Braytona (Jou!e’a)

Obieg Braytona lub Joule’a, rys. 5.7, jest obiegiem porównawczym dla tlaików turbinowych o spalaniu ciągłym (izobarycznym). Składa się z izentro-l'V a,a_?, podczas której czynnik jest sprężany, izobary a₂a_? * wzdłuż której jest ■Oprowadzane ciepło, izentropy a₃a₄ . ^w czasie której czynnik ekspanduje do ciśnienia otoczenia, oraz izobary a₄a, , podczas której jest odprowadzane ciepło ■In otoczenia.

gdzie: Ti"™ - spręż, Pt

K - wykładnik izentropy,

W celu powiększenia sprawności obiegu Braytona stosuje się regenerację ciepła (odzyskiwanie ciepła ze spalin, kamotyzację), rys. 5.8. Obieg składa się z następujących przemian: izentropowego sprężania a,a₂ * izobarycznego do prowadzenia ciepła a^a₃ odzyskanego podczas przemiany a₅a_h, izobarycznego