11-ma'ruza. Gaz turbina qurilmalari va ishlash uslubi. Reja: Gaz turbina haqida umumiy ma’lumot. Gaz turbinalarining ishlash prinsipi

3-rasm. Issiqlik V=const(a) va P=const(b) bo‘lganda uzatiladigan GTQ siklidagi termodinamika jarayonlarning P-V diagrammalari
Svecha yordamida ish yoqilg‘isi yondiriladi. Bunda bosim oshadi (2-3 chiziq) Ish yoqilg‘ini to‘la (kamida 95%) yongandan so‘ng, uning temperaturasi 23000K ga ko‘tariladi, shunda yonish kamerasidagi bosim eng yuqori qiymatga yetadi. Ana shundagina yonish mahsuloti gaz turbinasi kuraklariga yo‘naltiruvchi kanalda joylashgan chiqarish klapani ochiladi. Shunda yonish mahsuloti temperaturasini 1000-14000K gacha pasaytirish maqsadida unga maxsus yo‘llar orqali sovuq havo uzatiladi (chunki gaz turbinasi o‘ta yuqori temperaturalarga chidamaydi). Hosil bo‘lgan aralashma katta bosim ostida turbina kuraklariga ta‘sir ko‘rsatib, uning rotorini aylantiradi, ya‘ni issiqlik energiyasi mexanik energiyaga aylanadi. Yonish mahsuloti adiabatik kengayib ish bajaradi (3-4 chiziq) Gaz turbinasida ish bajarib chiqqan yonish mahsuloti soplo orqali atmosferaga chiqariladi va soviydi (4-1 chiziq)

4- rasm.Gaz turbina qurilmasining p–v va T–S diagrammalari.
Demak, GTQda o‘tadigan siklga V=const bo‘lganda issiqlik berilganda, u ikkita adiabatik, bitta izoxoradan hamda bitta izobaradan iborat bo‘lgan termodinamik jarayonlardan tashkil topar ekan. Siklning bajargan foydali ishi 1-2-3-4-1 nuqtalar bilan chegaralangan yuzaga son qiymati jihatidan teng bo‘ladi. Siklning F.I.K. termodina- mikasining ikkinchi qonuni ifodasidan aniqlanadi:
_{ } (1)
Gaz turbina qurilmasining ish sikli nazariy va haqiqiy termodinamik Sikliga bo‘linadi. 9–a. rasmda gaz turbina qurilmasining P–V va T–S diagrammalari keltirilgan.
Nazariy termodinamik siklda soddalashtirishlar qabul qilingan:
1) sikl yopiq deb qaraladi, ideal gaz miqdori, tarkibi va sig‘imi o‘zgarmas;
2) siklidagi hamma jarayonlar qaytar, issiqlik va gidravlik yo‘qotishlar yo‘q;
3) kompressorda siqilish va turbinada kengayish adiabatik bo‘ladi, entropiya qiymati o‘zgarmas. Yonish kamerasiga issiqlik berilganda izobara bo‘yicha (4–1) harorat T₄ dan T₁ gacha ortadi. 1–2 chizig‘i turbinada ish jismining izoentropik kengayishini harakterlaydi. Haqiqiy siklda ichki isroflar hisobiga issiqlik yo‘qoladi va sikli 1–2 chizig‘i bo‘yicha bo‘ladi.
Termodinamik siklda issiqlik olinishi 2–3 izobarasi bilan ifodalanadi. Issiqlik olinish natijasida harorat boshlang‘ich holatiga keladi (T). Haqiqiy jarayonda esa 2–3 chizig‘i turbinadan gazning atmosferaga chiqarib yuborilishidagi sovishini bildiradi.
Termodinamik siklning termik F.I.K.:
_{ } (2)
bu yerda:
q₁–keltirilgan issiqlik miqdori;
q₂–olingan issiqlik miqdori;
I₀–olingan foydali ish.
Foydali ish turbina va kompressor izoentropik ishlari farqiga teng:
I₀ = I_0t – I_0k (3)
Kompressorda izoentropik siqilish 3–4–a–v yuza bilan belgilanadi va sikli boshidagi hamda oxiridagi entalpiyalar farqi bilan ifodalanishi mumkin:
l_ok=i₄ – i₃ = c_p(T₄ – T₃) (4)
bu yerda: c_p– o‘zgarmas bosimdagi gazning issiqlik sig‘imi;
i₄–i₃ – sikldagi siqilish boshidagi va oxiridagi entalpiya;
T₄–T₃ – 3–4 nuqtadagi absolyut harorat.
Turbinada gazning izoentropik kengayishi p-v diagrammada a–1–2–v yuza bilan belgilanadi hamda kengayishni boshi va oxiridagi entalpiya farqi bilan ifodalanishi mumkin:
l_ok= i₁ – i₂ = c_v (T₁ – T₂) (5)

bu yerda: c_v – o‘zgarmas hajimdagi gazning issiqlik sig‘imi;

i₁–i₂ – kengayish boshi va oxiridagi entalpiya;
T₁–T₂ – 1–2 nuqtadagi absolyut harorat.
Sikliga keltirilgan issiqlik miqdori T–S diagrammada s–4–l–d yuza bilan belgilanadi:
q₁ = c_p(T₁ – T₄). (6)

Haqiqiy jarayonda kompressorda gazning siqilishi va turbinada kengayi- shidagi ish miqdori:

l_k = c_p (T₄ – T₃);
l_t = c_p (T₁ – T₂). (7)
Kompressor ichki F.I.K.:
_{ } (8)
Nazorat savollari: .
1. Gaz turbinasi deb nimaga aytiladi?
2. Gaz turbinasini ishlash jarayonini tushintirib bering?
3.Qaysi qurilmalarga GTQ qurilmalardan foydalaniladi?
4.GTQ larda yoqilg‘i sifatida nimalar ishlatiladi?
5.GTQ larda ishchi jism vazifasini nimalar bajaradi?
6.Gaz turbinasining afzalliklari va kamchiliklari nimalardan iborat?