Парогазовая турбина

Naib> 1 В твоей схеме охлаждения будет жуткий выброс оксидов азота. Так как при 2000 азот уже бодренько горит (попутно сливая полезную энергию в эндотермическую реакцию). Так что воду нужно впрыскивать в факел и снижать его температуру.
Оксиды азота - ну, надо подумать...
По экологии, я имею в виду, подумать. Так-то - как сгорел, так и разложится (при снижении температуры, давления и изменении равновесия реакции), в турбине это достаточно медленно, и не думаю, что тут будет какой-то значимый энергетический эффект.

Naib> 2 Рабочая температура будет на выходе не менее 100 градусов, а скорее 120 и выше. Так что хвост до 35 градусов не вытянешь.
См. выше. Отсос. Он реален, и это не затраты энергии, а гоняние её по кругу (ну, есть затраты в итоге, но сильно меньше, чем можно ожидать).

Fakir> В общем, это я к чему... даже для понимания входных параметров термодинамического цикла нужно достаточно хитрую работу провести.
Ну, это да. Может, где-то там и засада.

Татарин> По экологии, я имею в виду, подумать. Так-то - как сгорел, так и разложится (при снижении температуры, давления и изменении равновесия реакции), в турбине это достаточно медленно, и не думаю, что тут будет какой-то значимый энергетический эффект.

Классика пережигания воздуха - резкое охлаждение после высокотемпературной стадии. То есть это как раз если подуть горячим газом на воду. Пусть так заморозится не всё, но вполне достаточно. А выходы окисления азота в схемах топок "на удобрения" достигали единиц процентов.

Татарин> См. выше. Отсос. Он реален, и это не затраты энергии, а гоняние её по кругу (ну, есть затраты в итоге, но сильно меньше, чем можно ожидать).

Вот тут вообще понять не могу. На выходе из турбины куча дымовых газов + пар при давлении около 1 атм. При охлаждении ниже 100 начнётся конденсация и падение давления ниже атмосферного, то есть ниже окружающего воздуха. Как ты тут собираешься снимать полезную работу, если в системе, связанной с атмосферой, давление ниже атмосферного?

Татарин> Мысль предельно простая, но после многократного обдумывания не понял, почему такого нет.

ЕМНИС, в турбине торпеды 53-65К применяется впрыск воды. Подробностей не будет, слишком давно было.
Там кислород+керосин, может тогда банально материалов подходящих не было. Не знаю, короче.

Naib> При охлаждении ниже 100 начнётся конденсация и падение давления ниже атмосферного, то есть ниже окружающего воздуха. Как ты тут собираешься снимать полезную работу
Так если принудительно сделать давление ниже атмосферного - то и конденсация начнётся не при 100.

Татарин>> См. выше. Отсос. Он реален, и это не затраты энергии, а гоняние её по кругу (ну, есть затраты в итоге, но сильно меньше, чем можно ожидать).
Naib> Вот тут вообще понять не могу. На выходе из турбины куча дымовых газов + пар при давлении около 1 атм. При охлаждении ниже 100 начнётся конденсация и падение давления ниже атмосферного, то есть ниже окружающего воздуха. Как ты тут собираешься снимать полезную работу, если в системе, связанной с атмосферой, давление ниже атмосферного?
Тут недопонимание. Смотри: турбина-конденсор-насос. Насос отсасывает низкопипящие газы, которые не сконденсировались в конденсоре и выкидывает их в атмосферу, создавая постоянное разряжение, чтобы температура конденсации была пониже.

Насос - затратная часть системы, но энергия на её работу берётся от лишней работы турбины (в том числе, с неконденсируемым газом), которая гонит газ не в атмосферу (как обычная газовая), а в конденсор, где меньше атмосферы.

Татарин> Насос - затратная часть системы, но энергия на её работу берётся от лишней работы турбины (в том числе, с неконденсируемым газом), которая гонит газ не в атмосферу (как обычная газовая), а в конденсор, где меньше атмосферы.

Ну, если наиграешь на съёме полезной работы с конденсации пара больше, чем потратишь на работу отсоса + водяных насосов охлаждения + вентиляторов градирен и прочего хозяйства - тады да.

Bredonosec>> погоди.. но это же получается тупо паровозная схема, не? Обычное сжигание в топке топлива для испарения воды ради получения пара. Ток тогда придется как-то разделять топку и пар, потому что если в обычном ГТД сзади КС подпирает высокое давление сжатого компрессором и потом расширительной камерой (скорость падает, давление растет) воздуха, то в твоей схеме сзади не подпирает ничего, ибо мы не сжимаем его, сразу жжем. То есть, давление будет шарахать обратной тягой в ВУ.
Татарин> Ничего не понял. :\
Татарин> Ну вот смотри: есть ГТД. После компрессора, камеры сгорания и сопла вкидываем в поток перед лопатками микрокапли перегретой в экономайзере воды воды и даём им достаточное время для испарения (сколько-то там сотен мкс). Полученным газом давим на лопатки. Всё ровно то же самое, только из комплексного газогенератора у тебя идёт не азот+СО2+вода, а азот+СО2+много_воды. Всё ровно то же самое, только пропорции иные.
Газ - он штука такая, что любит расширяться во все стороны. И прирост давления в КС - означает прирост давления на выходе компрессора, что при должном превышении приведет к затыканию и помпажу. инвар вон выше ж описывал испытания на ГД устойчивость. А устойчивость обеспечивается перепусками, потерями. А не приростом кпд..

Татарин>>> Тепла, ессно, пойдёт больше. Но какая разница, если иначе потом выхлопом турбины всё равно кипятить ту же воду?
Bredonosec>> погоди, не понял. Зачем? У нас разве не стоит задача сточить энергию пара на турбине и пустить это добро в провода?
Татарин> В классической ПГУ ты тыскаешь горячий выхлоп газовой турбины на кипячение воды.
Разве газовой турбины?
А зачем там турбина вообще? Что оан крутит? Там же, по идее, банально котёл. Какой-нить паротрубный или вроде того для увеличения площади теплообмена

Татарин> Больше КПД ты иметь не будешь
больше по сравнению с 1 циклом.

Татарин> Тут же всё то же самое, только горячая часть при бОльшем давлении, чем у газовой турбины (но, конечно, примерно том же, как у паровой), что даёт мощь и компактность, и нет теплообменников котла. Пар кипит прямо в газе.
Но сложности с компрессором, которому как-то надо увеличивать степень сжатия, чтоб противостоять обратному напору из КС.
И всё те же сложности с необходимостью регулярной чистки-мойки, что излишне в паровой, не подверженной продуктам выхлопа.

Татарин> А в чём ИМЕННО недостаток паровой турбины?
у тебя НЕ паровая. У тебя НЕТ некоего готового рабочего тела с диким давлением, которое можно направлять в одну сторону и обратно его не пускает давление там. У тебя открыто в обе стороны, иначе ГТД не работает.

Bredonosec>> пардон, а как у нас на выходе 35С окажется? Это ж надо лепить некий теплообменник для сброса остатков тепла в воду, а на выходе "паровой машины двойного расширения"(тм) или 2 циклов пгу мятый пар ну... минимум градусов 140-150С
Татарин> Пар у тебя на выходе такой, какой тебя устроит по давлению.
при НУ пар становится жидкостью на Т ниже 100 градусов. Пытаться снять некую работу с обратного фазового перехода - нереально в рамках тепловой машины. Ну и позже аналогично.

Татарин> А до 40-50С охлаждаешь как обычно - водой в теплообменнике-конденсоре.
А где здесь снимаемая работа? Нет её. То есть, честно говорить о цикле, в котором греем с 35 до 600, но работу снимаем - максимум до 150. Если в кельвинах - то условно греем с 300 до 900 (даем 2-кратно энергии от имевшейся), а срабатываем - с 900 до 450. То есть, только полтора. И вот эти 25% на холодильнике мы теряем еще ДО изучения КПД самой машины. Он уже будет считаться от остатка.

Татарин> Газовая турбина выплёвывает выхлоп при атмосфере. Никто не мешает насосом, запитанным от турбины создавать разряжение, которое чуть сильнее раскрутит турбину, просто это была бы полная техническая бессмыслица.
да, наименьшие потери при расширении до атмосферного, именно потому у всех современных истребителей створчатые сопла, вне подачи сигналов управления сжимаемые разностью давлений.

>А вот если газ смешан с паром, технический смысл есть - для конденсации пара при более низкой температуре.
Татарин> Не сказать, чтоб это прям здорово, но каких-то потерь или проблем тут нет. Мощность такого насоса порядка 3-5% от мощности виртуальной газовой части, то есть, порядка процента от общей.
Честно говоря, сильные сомнения, что создание разрежения в треть атмосферы на весь выхлоп потребует столь мало - 1%.
Но даже если и допустим, то что ты будешь делать с этой водой?
Она грязная. Она засрет каналы подачи, трубки, форсунки отложениями внутри при нагреве от двигла, и ты попадёшь на дорогостоящий ремонт. Где экономия?

Bredonosec>> ээ... но ведь для воды верно, а не пара.
Татарин> Ну, изначально на поверхности подаём воду. Пусть газ её выпаривает и уносит пар.
Bredonosec>> но чисто на уровне промокашки приращение кпд при снижении разности температур ведь должно за счет чего-то быть.
Татарин> Конечно. Более высокое давление - это снижение скоростей лопаток, числа ступеней, размера машины, и потерь на трение в газе.
Потери на трение меньше, да. Но сама разница стачиваемой температуры - в разы ниже.
И вот это сильно смущает.

Bredonosec>> Разве что подвод рабочего тела сразу в КС, впрыском жидкой воды, минуя расходы на его сжатие компрессором и получая дикий прирост энтальпии условно "даром".
Татарин> Воду нельзя сжимать компрессором.
Я в курсе. И потому употребил слово рабочее тело. Оно "образуется" в КС.
Но подпирание компрессора обратной тягой никуда не девается.

Татарин> В поршневых двигателях воду "неправильно впрыскивают"
Татарин> В поршневом двигателе "высокая точка" температуры цикла достаточно низко, да и стенки в любом случае выдерживают температурные нагрузки изнутри.
ну, учитывая вечные вопросы о "варёных" движках, таки нет

> Там впрыск воды просто повышает давление, что можно сделать и более простым способом - компрессором.
но компрессор жрет энергию мотора, создавая турбиной подпирающее давление на выходе из цилиндров. А вода - нигде не отнимает.