VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Газотурбинный двигатель — тепловой двигатель, в котором газ сжимается и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу газовой турбины. Сжатый атмосферный воздух из компрессора поступает в камеру сгорания, туда же подаётся топливо, которое, сгорая, образует большое количество продуктов сгорания под высоким давлением. Затем в газовой турбине энергия газообразных продуктов сгорания преобразуется в механическую работу за счёт вращения струёй газа лопаток, часть которой расходуется на сжатие воздуха в компрессоре. Остальная часть работы передаётся на приводимый агрегат. Работа, потребляемая этим агрегатом, является полезной работой двигателя.

В качестве топлива может использоваться любое горючее, которое можно диспергировать: бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, природный газ, судовое топливо, водяной газ, спирт и измельченный уголь. Газотурбинная установка состоит из воздушного компрессора, камер сгорания и газовой турбины.

Газотурбинные двигатели имеют меньший срок службы, чем поршневые двигатели, так как при высокой температуре и высоких скоростях газа происходит износ и изменение формы лопаток.

Преимущества газотурбинных двигателей:

- Очень высокое отношение мощности к весу

- В сочетании с паровым котлом и паровой турбиной более высокий КПД

- Низкие требования к качеству топлива. ГТД потребляют любое горючее, которое можно распылить.

Недостатки:

- Стоимость намного выше, поскольку материалы применяемые в турбине должны иметь высокую жаростойкость и жаропрочность, а также высокую удельную прочность.

- Медленный запуск и выход на режим

Рассмотрим полезную работу газотурбинного двигателя на примере производства занимающегося изготовлением нефтепроводных труб. Таким промышленностям требуется установка собственных электростанций, для выработки нужного количества электроэнергии. В такого рода электростанциях присуще использование газотурбинных двигателей.

В трубных производствах применяются нагревающие печи, чтобы с труб снять ржавчину и различные включения, перед антикоррозийной обработкой труб. Возьмем печь для нагрева труб (патент на полезную модель №142878), энергия от газотурбинного двигателя идет на работу печи. А выхлопные отходы могут быть направлены на нагрев труб. Температура выхлопа двигателя достигает 650 градусов, такой температуры хватает для нагрева труб до нужной температуры.

При нагреве труб требуется воздух не загрязнённый различными примесями, в таком случае в виде топлива для двигателя применяем попутно-нефтяной газ. У газотурбинного двигателя выхлоп чище в сравнение с другими двигателями, поэтому целесообразно в таких случаях применять именно этот тип двигателей.