Сравнение газовой турбины (цикл Джоуля) с циклом Карно?

Мое понимание газовых турбин следующее:

  • Когда вы вращаете рабочее колесо, вы можете сжимать воздух (это требует работы), а когда сжатый воздух расширяется, его можно использовать для вращения турбины (это создает работу).
  • С термодинамической точки зрения, когда вы нагреваете воздух, вы увеличиваете его энтальпию, которая пропорциональна работе, которую вы могли бы получить, расширив воздух.
  • Однако для сжатия более горячего воздуха требуется больше работы.
  • Итак, если мы сжимаем холодный воздух (что также имеет побочный эффект повышения температуры), нагреваем воздух (камера сгорания), затем расширяем горячий воздух, мощность, вырабатываемая расширением (турбина), больше, чем мощность, потребляемая сжатием. (компрессор). И эту разницу можно использовать в другом месте, например, для выработки электроэнергии.

Однако я изо всех сил пытаюсь примирить это понимание с циклом Карно, который является идеальной тепловой машиной.

В цикле Карно подвод тепла является изотермическим, поэтому энтальпия воздуха на самом деле не увеличивается, и воздух на самом деле не становится «горячее» после подвода тепла, поэтому мое приведенное выше объяснение как бы разваливается.

Весь ли нагрев происходит во время сжатия? Итак, вы начинаете с холодного воздуха, сжимаете его, а затем получаете горячий воздух под высоким давлением?

Может ли кто-нибудь точно указать, что не так с моим нынешним пониманием?

Это вопрос, который можно найти в гугле: thermodynamics-engineer.com/gas-turbine
@Gert Я знаю, что уравнения дают правильный ответ, но я хочу прояснить свое физическое понимание того, как работают газовые турбины.
«Физическое понимание» (что бы вы под этим ни понимали) исходит из понимания уравнений. Подобные объекты можно описать только языком математики.
Поиск "Joule cycle" "Carnot cycle"в Google Scholar выдает десятки рецензируемых статей, в которых обсуждаются эти два вопроса.

Ответы (1)

Для цикла Джоуля или Брайтона (газовая турбина) воздух сжимается, а затем добавляется тепло при постоянном давлении . тепло заставляет воздух расширяться, а для поддержания постоянного давления и поддержания непрерывности массового потока через двигатель требуется ускорение горячего воздуха на выходе из двигателя. Это означает, что в двигателе создается реактивная сила, которая передается на опоры двигателя (через лопатки турбины компрессора и упорные подшипники диска турбины), что является выходной тягой двигателя.

Вы найдете диаграмму термодинамического цикла для цикла Брайтона в Википедии, в которой подробно описывается каждый шаг процесса, включая отвод энергии, который используется для вращения компрессора.

Сравнение газовой турбины (цикл Джоуля) с циклом Карно?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v