Эффективность применения сепарирующих устройств в энергетических установках на металлизированных топливах - page 5

Эффективность применения сепарирующих устройств в энергетических установках…
5
ты ад , L совершаемой газом при расширении в турбине, и КПД тур-
бины т : η
т т ад т . N m L= η (21)
Если полагать газ идеальным, то удельную адиабатную работу,
совершаемую газом при степени расширения газа δ (равной отноше-
нию давлений на входе и на выходе из турбины), можно найти по хо-
рошо известной формуле
( 1) /
ад г 0
1 1 ,
1
k k
k
L R T
k
− ⎡ ⎤
⎛ ⎞
= − ⎢ ⎥
⎜ ⎟
− δ ⎝ ⎠ ⎣ ⎦
(22)
где k — показатель процесса; г R — газовая постоянная; 0 T — темпе-
ратура газа перед турбиной.
Считая тепловые потери в сепараторе малыми, можно принять,
что температуры смеси на входе в ( )T и на выходе из сепаратора
0 ( )T равны. Полагая потери полного давления на сепараторе рав-
ными с , π степень расширения на турбине равной δ, адиабатную ра-
боту турбины на многофазном рабочем теле ад.с L можно найти по
формуле [11]
( 1)/
ад.с см 0
с
1 1 ,
1
n n
n
L R T
n
− ⎡ ⎤
⎛ ⎞
= − ⎢ ⎥
⎜ ⎟
− δπ ⎢ ⎥ ⎝ ⎠ ⎣ ⎦
(23)
где см R — газовая постоянная смеси; n — показатель процесса. Газо-
вая постоянная смеси см R позволяет учесть снижение работоспособ-
ности многофазной смеси пропорционально массовой доле газа в
продуктах сгорания, поступающих на турбину:
см г (1 ), R R z= − (24)
где z — остаточная массовая концентрация частиц в потоке, посту-
пающем на турбину. Показатель процесса может быть оценен по
формуле [11]
г
ч
г
ч
(1 ) ,
(1 )
Р
Р
z z c с
n
z k z c с
− +
= − + (25)
где k — показатель адиабаты газовой составляющей многофазного
потока; ч c — среднемассовая удельная теплоемкость частиц конден-
сированной фазы; г
Р с — изобарная теплоемкость газовой составля-
ющей многофазного потока.