Возращенная теплота

Рассмотрим процесс расширения рабочего тела в многоступенчатой турбине (рис.3.).

Рис.3. Процесс расширения рабочего тела в группе четырех ступеней без использования выходной энергии.

Предположим, что ступень работает без использования выходной энергии. Тогда располагаемый перепад энтальпий (располагаемая работа) группы ступеней

L_a=l_a1+ l_a2+ l_a3+…+ l_az, (2.3)

Где l_a1, l_a2, … располагаемые работы турбинных ступеней.

По свойству Si диаграммы , и т.д. в связи с этим соотношения располагаемых работ можно записать в следующем виде

; ; (2.4)

Просуммируя левые и правые части уравнений (2.4), получим

. (2.5)

Из рис. 3. видно, что ; обозначим =Q_B. Здесь Q_B называется возращенной теплотой второго рода. Таким образом, располагаемая работа группы ступеней, работающих в определенном интервале давлений больше располагаемой работы одной ступени, работающей в том же интервале давлений. Это вызвано тем, что внутренние потери энергии через механизм трения повышают энтальпию рабочего тела на входе в турбинную ступень, начиная со второй, а это увеличивает располагаемую работу ступени. Наибольшую долю в возращенную теплоту вносит первая ступень, т.е. потери в ней небольшими частями реализуются во всех последующих ступенях группы, включая последнюю. Потери энергии в последней ступени возвращенной теплоты второго рода не дают.

Для оценки использования возращенной теплоты второго рода вводят коэффициент возращенной теплоты

, (2.6)

где .

Коэффициент возращенной теплоты зависит от числа ступеней в группе и перепада давлений на группу. По статистическим данным у судовых турбин R=1,01¸1,07. Большие значения относятся к многоступенчатым главным паровым турбоагрегатам, меньшие – к газовым турбинам.