DE586391C

DE586391C - Verfahren zur Durchfuehrung eines Kreisprozesses, insbesondere fuer Gasturbinen

Info

Publication number: DE586391C
Application number: DE1930586391D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1930-03-14
Filing date: 1930-03-14
Publication date: 1933-10-20

Description

Verfahren zur Durchführung eines Kreisprozesses, insbesondere für Gasturbinen nach Patent 491156 Gegenstand des Hauptpatents ist ein Verfahren zur Durchführung eines Kreisprozesses, insbesondere für Gasturbinen, bei welchem das Arbeitsmittel nach vorheriger adiabatischer Ausdehnung bis ' auf einen unter r at liegenden Druck und vor schließlicher isothermischer Verdichtung auf den Druck der Außenluft im Uhterdruckgebiet bei gleichbleibendem Druck oder bei gleichbleibendem Raum abgekühlt wird. Hierdurch wird eine Verringerung des Volumens der zu verdichtenden Gase auf etwa ein Drittel des ursprünglichen erreicht, womit auch die Verdichterabmessungen in gleichem Maße verringert werden. Diese Abkühlung läßt sich in einfacher, an sich bekannter Weise z. B. durch OberflächenkühJ.ung mit Luft oder Wasser oder unmittelbar durch Einspritzen von Wasser erzielen. Die Wärmeabfuhr während der einstufigen isothermischen Verdichtung dürfte hingegen nach Ansicht des Erfinders nur durch Einspritzen von Wasser in Form von'fein verteilten Tröpfchen in den Verdichtungsraum durchgeführt werden können. Nach der Erfindung soll nun die gleiche Wirkung wie die im Hauptpatent beschriebene, nämlich die Verringerung der Verdichterabmessungen, auch in solchen Fällen erzielt werden, in denen kein oder nicht genügend Wasser für die Einspritzung zur Verfügung steht, z. B. bei Lokomotiven oder Flugzeugen. Die Erfindung besteht darin, daß nach Kühlung der Gase auf die Isotherme eine ein- oder mehrstufige adiabatische 'oder polytropische Nachverdichtung auf den Außendruck erfolgt. Bei Wassermangel z. B. soll nur Oberflächenkühlung des Verdichters vorgesehen und somit polytropisch verdichtet werden, bei völligem Fehlen von Kühlwasser wird adiabatisch verdichtet, soweit sich eine adiabatische Verdichtung überhaupt erzielen läßt. Die durch dieses Verfahren hervorgerufene Verschlechterung des thermischen Wirkungsgrades ist nur gering.
Es ist zwar an sich bekannt, vor der Nachverdichtung eine Temperaturerniedrigung der Gase im Unterdruckgebiet vorzusehen. Bei diesem bekannten Verfahren handelt es sich aber lediglich um eine mit der Kondensation des im Treibmittel enthaltenden Dampfes verbundene, verhältnismäßig geringfügige Kühlung. Von einer starken Kühlung der Gase im Sinne des Hauptpatents und derart, daß unter besonderen Verhältnissen auch eine adiabatische oder polytropische Nachverdichtung der Gase zu einem befriedigenden Wirkungsgrad führt, kann dabei aber nicht die Rede sein.
In den Diagrammen der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der _ Erfindung dargestellt, und zwar zeigen Abb. r das PV-Diagramm für einstufige adiabatische bzw. polytropische Nachverdichtung und Rückkühlung, Abb.2 das entsprechende TS-Diagramm, Abb.3 das PV-Diagramm entsprechend Abb. 1, wobei die adiabatische bzw. polytropische- Nachverdichtung in mehreren Stufen erfolgt und zwischen den einzelnen Stufen eine Rückkühlung stattfindet, .
Abb. 4. das entsprechende TS-Diagramm. Nach den Abb. 1 und 2 verläuft der Prozeß zunächst genau in der gleichen Weise wie nach dem Hauptpatent, und zwar erfolgt nach der adiabatischen Ausdehnung vom Punkte f an die Wärmeabfuhr entweder bei gleichbleibendem Raum g"'-g" oder bei gleichbleibendem Druck g'-g" oder bei einer sonstigen Zustandslinie, die von dem Stück der Adiabate zwischen den Punkten g"' und g' nach dem Punkte g" hin verläuft. Die Verdichtung erfolgt dänn vom Punkte g" an nicht nach der Isotherme 1s, sondern nach . der Adiabate a bis zum Punkte 1a, in welchem die Rückkühlung z auf die Isotherme einsetzt, worauf der Prozeß im Punkte d mit dem Vorverdichten wieder beginnt. Die Fläche g", h, d stellt den Verlust an Arbeit gegenüber einen Prozeß mit isothermischer Wärmeabfuhr dar. ' In genau der gleichen Weise kann das Nachverdichten derart erfolgen, daß die Wärmeabfuhr vorn Punkte g" nach h' nach einer Polytrope b verläuft. In diesem Falle liegt der Wirkungsgrad zwischen demjenigen eines Prozesses mit adiabatischer Nachverdichtung; d. h. der Verlust an Arbeit ist .geringer als bei adiabatischer Nachverdichtung und wird dargestellt durch die Fläche g", h', d.
Die Verluste können sowohl bei der adiabatischen als bei der. polytropischen Nachverdichtung noch geringer gehalten werden, wenn man die Wärme stufenweise nach der Adiabate bzw. Polytrope abführt und zwischen den einzelnen Stufen rückkühlt. Die ,IM. 3 und q veranschaulichen eine dreistufige Nachverdichtung sowohl bei adiabatischer als auch bei polytropisch erfolgender Wärmeabfuhr. Die Buchstaben ca', ä ' und a"' bezeichnen die Adiabaten und die Linien gleichen Druckes i , z" und z"' die Stellen der Zwischenkühlung. Abb. 3 läßt erkennen, wie die einzelnen Stufen zwischen Isotherme und Adiabate bzw. Isotherme und Polytrope gelegen sind. Die von. den Teiladiabaten (bzw. Teilpolytropen), den Linien gleichen Druckes und der Isotherme begrenzten Dreiecke stellen den Verlust an Arbeit gegenüber genau isothermisch erfolgender Verdichtung dar.

Claims

PATENTANSPRUCI3: Verfahren zur Durchführung eines Kreisprozesses, insbesondere für Gasturbinen nach Patent 491 156, bei denen die Ausdehnung weit unter den Atmosphären. druck getrieben wird, dadurch gekennzeichnet; daß nach Kühlung der Gase auf die Temperatur der Isotherme eine an sich bekannte ein- oder mehrstufige adiabatische oder polytropische Nachverdichtung auf den Außendruck erfolgt.