S’adopta un mètode de turbina de gas de cicle tancat per superar els desavantatges d’un turbina de gas de cicle obert mètode. La corrosió i l'erosió de les pales de la turbina és el principal inconvenient en un cicle obert. Aquest inconvenient es pot superar utilitzant una qualitat superior del medi de treball (aire o heli, argó, hidrogen o neó) on no es barreja amb el combustible de la cambra de combustió. L’altre avantatge d’utilitzar un mètode de cicle tancat és que el rebuig de la calor dels gasos d’escapament té lloc en un refredador, escalfadors o intercanviadors de calor. En aquest article es descriu una visió general d'aquesta turbina, el funcionament, els avantatges i els desavantatges.

“k mapa suma de productes ”

Què és una turbina de gas de cicle tancat?

Una turbina de gas de cicle tancat es pot definir com un gas turbina , que supera els inconvenients de la turbina de gas de cicle obert. En aquest tipus de turbina, l’aire es circula contínuament dins de la turbina de gas amb l’ajut d’un compressor, cambra de calor, turbina de gas i cambra de refrigeració. Les relacions de pressió , la temperatura i les velocitats de l'aire seran constants en aquest tipus. Realitza un cicle termodinàmic, el que significa que el fluid de treball es fa circular i s’utilitza contínuament una i altra vegada sense sortir del sistema.

Turbina de gas de cicle tancat

A diagrama de turbina de gas de cicle tancat és molt senzill i conté components com un compressor, una cambra de calor i una turbina de gas. El generador, el compressor i la cambra de refrigeració són accionats per la turbina de gas. A continuació es mostra el diagrama.

El gas es comprimeix al compressor.
El gas comprimit s’escalfa a la cambra de calefacció.
La turbina de gas ajuda a generar electricitat.
L’electricitat és generada pel generador amb l’ús de turbina de gas
El refredament dels gasos passats de la turbina es refreda a la cambra de refrigeració.

Eficiència

El eficiència d’una turbina de gas de cicle tancat es pot explicar amb l'ajuda del diagrama T-S tal com es mostra a continuació.

Diagrama T-S

L'eficiència d'això es pot donar com:

n = (xarxa disponible) / calor d’entrada

n = Cp (Wt - Wc) / calor d’entrada

n = 1 - [(T4-T1) / (T3-T2)]

On ‘Wt’ = treballa la turbina de gas per kg d’aire = Cp (T2-T3)

‘Wc’ = el compressor treballa per kg d’aire = Cp (T1-T4)

La pressió constant 'Cp' es pren en KJ o Kg

‘T’ = temperatura

Calor d'entrada = Cp (T3-T2)

L'eficiència d'aquesta turbina és superior a la de gas de cicle obert

Principi de funcionament de la turbina de gas de cicle tancat

El principi de funcionament de la turbina de gas de cicle tancat es basa en el cicle de Brayton o el cicle de Joule.
En aquest tipus de turbina de gas, el compressor s’utilitza per comprimir el gas de forma isotròpica i el gas comprimit resultant flueix a la cambra de calefacció. El rotor en aquesta turbina es prefereix un compressor de tipus.

S’utilitza una font externa per escalfar l’aire comprimit i després es passa per sobre les pales de la turbina.
Quan el gas flueix sobre les pales de la turbina, s’expandeix i es deixa passar a la cambra de refrigeració i es refreda. El gas es refreda utilitzant la circulació de l’aigua a pressió constant fins a la seva temperatura inicial.

De nou es passa el gas al compressor i es repeteix el procés.
En aquesta turbina es circula repetidament el mateix gas.
La complexitat del sistema i el cost augmentarien si el fluid / medi de treball utilitzat a la turbina és diferent de l’aire. Això pot provocar problemes i és difícil de resoldre.

Diferència entre turbina de gas de cicle obert i cicle tancat

La font de calor, el tipus de fluid que s’utilitza per treballar, l’aire circulat, la capacitat de les pales de la turbina, el cost de manteniment i instal·lació, etc., dóna la diferència entre la turbina de gas tancada i de cicle obert. La circulació del fluid de treball és la principal diferència.

Turbina de gas de cicle obert	Turbina de gas de cicle tancat
En aquest tipus, la cambra de combustió s’utilitza per escalfar aire comprimit. A causa de la barreja de productes a la cambra de combustió i l’aire escalfat, el gas no es manté constant.	En aquest tipus, la cambra d'escalfament escalfa l'aire comprimit, que es comprimeix primer abans d'escalfar-lo. Quan una font externa escalfa l’aire, el gas es manté constant.
La quantitat de gas que va sortir de la turbina s'esgota a l'atmosfera	Es deixa passar la quantitat de gas de la turbina de gas a la cambra de refrigeració.
La substitució del fluid de treball continua	Continua la circulació del fluid de treball.
El fluid de treball és aire	Per obtenir millors propietats termodinàmiques, l’heli s’utilitza com a fluid de treball
A mesura que l’aire de la cambra de combustió es contamina, es produeix el primer desgast de les pales de la turbina	Com que no hi ha contaminació de gas tancat mentre es passa per la cambra de calefacció, es produeix un desgast anterior de les pales de la turbina
S'utilitza principalment per a la circulació de vehicles	S'utilitza principalment per a instal·lacions estacionàries i aplicacions marines.
El cost del manteniment és baix	El cost del manteniment és elevat
La massa d’instal·lació per KW és menor	La massa d’instal·lació per KW és més.

Avantatges

El avantatges de la turbina de gas de cicle tancat són

Alta eficiència tèrmica a qualsevol límit de temperatura i relació de pressió
Es pot utilitzar qualsevol tipus de fluid de treball amb un baix contingut calòric. Per exemple heli.
Sense corrosió.
No cal fer neteja interna.
Els escalfadors es poden utilitzar per escalfar l'aigua per al subministrament d'aigua calenta per a usos domèstics i industrials.
La mida de la turbina de gas és petita
Un augment de la pressió proporciona un millor coeficient de transmissió de calor a l'intercanviador
La pèrdua de fricció del fluid és menor.

Desavantatges

El inconvenients de la turbina de gas de cicle tancat són

“com comprovar el condensador amb multímetre ”

Com que tot el sistema funciona a alta pressió amb un fluid de treball (mitjà), augmenta el cost.
Requereix un escalfador d’aire gran i no és suficient quan s’utilitza la cambra de combustió en cicle obert.
No s’utilitza en motors aeronàutics perquè aquest tipus de turbina de gas utilitza aigua de refrigeració.
Sistema complex i ha de resistir a alta pressió.

Aplicacions

El aplicacions de turbina de gas de cicle tancat inclou el següent.

S’utilitza en la generació d’energia elèctrica
S’utilitza en moltes aplicacions industrials
S’utilitza en propulsió marina, propulsió de locomotores, propulsió per a automoció
S’utilitza en aviació per proporcionar energia a la propulsió a reacció

Per tant, tot es tracta del cicle tancat turbina de gas: diagrama , funcionament, eficiència i diferències, avantatges, desavantatges i aplicacions. Aquí teniu una pregunta: 'Quins inconvenients té la turbina de gas de cicle obert? '