IMG$88

nit (która jest wymiennikiem ciepła), ogrzewa pośrednio czyste powietrze, które rozprężając się w turbinie wykonuje pracę, a następnie ochłodzone dostaje się do sprężarki, aby po sprężeniu wrócić ponownie do obiegu.

Bardzo uproszczony schemat pracy turbiny o obiegu zamkniętym przedstawiono na rys. 86. Jest to układ najprostszy; w rzeczywistości w celu podniesienia sprawności stosuje się wielostopniowe sprężanie 7. międzystopniowym chłodzeniem, parokrotne doprowadzenie ciepła przez spalanie w kilku komorach oraz regenerację ciepła, aby tą drogą podnieść sprawność obiegu.

Kamora spalania

Rys. 87-Turbina o spalaniu przy stałej objętości

W ten sposób przebiegi sprężania i rozprężania w tym obiegu można zbliżyć do izotermicznego sprężania i izotermicznego rozprężania, a więc do obiegu Carnota.

Sprawność teoretyczna turbin o obiegu zamkniętym jest identyczna jak w silniku powietrznym pracującym wg obiegu Joule’a, gdzie ciepło doprowadzane jest przy stałym ciśnieniu, podobnie jak w turbinie o obiegu otwartym.

Turbiny gazowe o spalaniu przy stałym ciśnieniu znalazły szerokie zastosowanie między innymi w energetyce do napędu generatorów elektrycznych oraz jako silniki napędowe dla statków, samolotów i trakcji naziemnej.

Zamiana ciepła na pracę jest możliwa również w turbinie spalinowej przy doprowadzeniu ciepła przy stałej objętości. Układ turbiny o spalaniu przy stałej objętości bez regeneracji ciepła przedstawiono na rys. 87.

Powietrze sprężane jest przez sprężarkę i przez zawór wlotowy, dostaje się do komory spalania, do której pompką podawane jest paliwo. Paliwo wtryskiwane jest okresowo w momencie, gdy zawory są zamknięte tak, że spalanie zachodzi przy stałej objętości z jednoczesnym wzrostem ciśnienia. Zwiększenie ciśnienia powoduje otwarcie zaworu wylotowego i spaliny przepływają przez turbinę rozprężając się i wykonując pracę. Wypływ spalin z komory spalania powoduje spadek ciśnienia wskutek tego otwiera się zawór wlotowy, powietrze napełnia komorę

spalania i cykl zaczyna się na nowo. Jak więc wynika z lego opisu. tur-bina pracuje okresowo i bywa nazywana pulsacyjną.

Obieg silnika podano na ryB. 88 i 89. Czynnik o stanic 4 (ciśnienie Po) zostaje sprężony izentropowo do ciśnienia P (punkt 1), następnie według przemiany izochorycznej 1-2 zostaje doprowadzone ciepło q, podnosząc ciśnienie do wartości P%. Rozprężanie izentropowe w turbinie kończy się w punkcie 3 przy ciśnieniu równym ciśnieijiu otoczenia P₀, a oddawanie ciepła przez uchodzące spaliny przebiega według przemiany izo-barycznej 3-4 (linia przei’ywana).

Pł i

Rys.88-Obieg turbiny gazowej o spalaniu przy stałej objętości w układzie p-v

A

JA

Rys. 89-Obieg turbiny gazowej o spa. laniu przy stałej objętości, w ukła dzie _:T-t i a - {§1

Teoretyczna sprawność takiego obiegu da się wyrazić następująco

[IX,4]

Sprawność teoretyczna obiegu turbiny o spalaniu przy t> = const jest więc większa niż sprawność obiegu turbiny o spalaniu przy p = const

IW¹-¹-/

o tym samym stosunku ciśnień P/P₀, gdyż x -7——t-<1

.. W“*..

Wynika to również z analizy wykresu obiegu na rys. 89.

Turbina pulsacyjna nie znalazła do chwili obecnej szerszego zastosowania, głównie ze względu na skomplikowany układ, kłopotliwy element jakim jest komora spalania z zaworami oraz niewysoką sprawność urządzenia.

187