Газотурбінна установка

Газотурбінна установка, що містить компресор та турбіну, розміщені на одній осі, яка відрізняється тим, що має вихрову камеру, через яку вихід компресора з'єднаний з входом турбіни, а вихід турбіни і вхід компресора з'єднані з навколишнім середовищем Винахід відноситься до теплоенергетики і може бути використаний в комунальному господарстві і на транспорті Відомий аналог - газотурбінна установка містить в собі компресор, турбіну, розміщені на одній осі, нагрівник, холодильний пристрій з теплообмінником і холодильною камерою, причому вихід нагрівника з'єднаний з входом турбіни, вхід компресора з'єднаний з виходом турбіни, а вихід його з'єднаний з входом нагрівника через холодильну камеру і теплообмінник холодильного пристрою В газотурбінній установці здійснюють прямий і зворотний цикл, причому останній здійснюють при меншій різниці температур ніж прямий, при цьому виконують умови для виникнення режиму генерації (UА 19698 С1, 5F 02С 1 /04, 25 12 1997, бюл № 6) Недоліком приведеної газотурбінної установки є втрати енергії в холодильному пристрої та нагрівнику, що знижує ефективність процесу перетворення тепла в роботу В основу винаходу поставлена задача удосконалення газотурбінної установки шляхом введення вихрової камери, що дозволяє застосувати більш ефективний процес перетворення тепла в роботу, зменшення КІЛЬКОСТІ елементів установки і зниження втрат енергії, внаслідок чого зростає ефективність запропонованої газотурбінної установки Поставлена задача вирішується тим, що газотурбінна установка, яка містить компресор та турбіну, розміщені на одній осі, згідно винаходу має вихрову камеру, через яку вихід компресора з'єднаний з входом турбіни, а вихід турбіни і вхід компресора з'єднані з навколишнім середовищем Введення в газотурбінну установку вихрової камери дозволяє одержати новий, раніше невідомий результат, а саме застосувати більш ефективний процес перетворення тепла в кінетичну енергію, яка може цілком перетворюватись в роботу, зменшити КІЛЬКІСТЬ елементів газотурбінної установки, що приводить до зниження втрат енергії і зростання ефективності запропонованої газотурбінної установки На фігурі приведена схема запропонованої газотурбінної установки, яка має в собі компресор 1, турбіну 2, вихрову камеру 3, патрубки 4, 5, 6 Робота запропонованої газотурбінної установки здійснюється так Робочий газ (повітря) поступає на вхід компресора 1 стискується і, по патрубку 4, поступає на вхід вихрової камери 3 в центр вихру, який утворюється, наприклад, при обертанні вихрової камери разом з турбіною 2 Можливий також, варіант утворення вихру без обертання вихрової камери, наприклад, за відомим принципом "вихрова трубка", яка використовується для одержання різниці температур на кінцях трубки (в центрі вихру спостерігається зниження температури при подачі потоку газу на тангенціальний вхід) В цьому варіанті частина потоку робочого газу поступає на тангенціальний вхід вихрової камери, а частина в центр вихру Форму, розміри та режим руху робочого газу пропонується визначити експериментально, виходячи із одержання максималь О ю ю о 49055 ноі інтенсивності термодинамічного процесу, а саме, процесу перетворення тепла потоку робочого газу в кінетичну енергію вихру (пропонується назвати цей процес "режимом генерації") Режим генерації виникає як наслідок процесів нелінійного характеру в вихрі, що приводить до зростання кінетичної енергії вихру Кінцеву температуру робочого газу на вході вихрової камери в центрі вихру пропонується підтримувати на рівні температури навколишнього середовища, наприклад 290К На виході вихрової камери кінетична енергія вихру максимальна, а температура в центрі вихру знижується до критичної, наприклад 130К 3 виходу вихрової камери робочий газ поступає в турбіну 2, де кінетична енергія вихру перетворюється в роботу Величину кінетичної енергії вихру оцінимо використовуючи формулу відому з кінетичної тео рії газів повязану з температурою Е к = 3/2- К - Т - NL, Д е К = 1,38- 1023Дж/К (стала Больцмана) NL = 2,68 • 10 25 (стала Лошмідта), а Т = 290 130 Результат Е к = 89кДж/м3 Таким чином запропонована установка дозволяє - застосувати найбільш ефективний процес перетворення тепла в кінетичну енергію, яка може цілком перетворюватися в роботу, - зменшити КІЛЬКІСТЬ елементів установки і знизити втрати енергії внаслідок чого зростає ефективність, - створити екологічні теплові двигуни Фіг. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 -2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71