При регулировании мощности двигателя путем сжигания меньшего количества
топлива в камере сгорания при неизменном расходе воздуха уменьшается температура
газов на входе в турбину и, следовательно, ее к. п. д. и были произведены
расчеты с целью определения давлений, температур .и к.п.д. для простого
газотурбинного двигателя, работающего по циклу постоянного давления на
нерасчетных режимах. При этом расход воздуха считался постоянным, а изменялось
лишь количество впрыскиваемого топлива. Представлены результаты этих расчетов.
Расчеты были проведены для двигателя, имеющего при полной нагрузке рабочую
температуру газов на входе в турбину 704° С, степень повышения давления 4,5 и к.
п, д. 0,179. К. п. д. газотурбинного двигателя 101 В процессе расчетов
предполагалось также, что при частичных нагрузках в камере сгорания сжигается
меньшее количество топлива в том же количестве воздуха. Поэтому с уменьшением
мощности, развиваемой двигателем, температура газов на входе в турбину также
будет снижаться. Так, при нагрузке, составляющей 50% от расчетной, температура
газов на входе в турбину будет составлять около 445° С, а соответствующий к. п.
д. - около 0,125. Степень повышения давления при этом снизится до 4,25.
Причиной этого является уменьшение сопротивления в двигателе при течении
газов из-за снижения объемного расхода газа. Результаты показывают, что
температура газов на входе в турбину, температура выхлопных газов, а также
степень повышения давления воздуха в компрессоре падают при уменьшении нагрузки.
При полной нагрузке разность между температурой газов на входе в турбину и
температурой выхлопных газов значительно больше, чем при частичных нагрузках.
Характер изменения указанных параметров двигателя при уменьшении нагрузки по
сравнению с ее максимальным значением приводит к прогрессивному падению
термического к. п. д. двигателя. Практически повысить к.п.д. при частичных
нагрузках можно путем применения двигателей со свободной силовой турбиной,
теплообменников, промежуточного подогрева, а также различных циклов. В последнем
случае становится более сложной конструкция всего двигателя и отдельных его
элементов и, как правило, увеличивается стоимость двигателя.
Однако нужно отметить, что швейцарской фирмой «Эшер Висе» разработана
установи ка замкнутого цикла, в которой осуществлено внешнее сгорание и в
которой рабочие газы непрерывно циркулируют в замкнутой системе.
Этот метод позволяет получить более высокие значения к. п. д. при частичных
нагрузках за счет изменения величины давления в замкнутой системе.