Ученые из Пермского политехнического университета (ПНИПУ) создали инновационную технологию охлаждения воздуха для газотурбинных установок (ГТУ) и повышения их эффективности и производительности.
Один из ключевых факторов в работе газотурбинных установок - это их КПД в переводе или передаче энергии. В условиях высокой температуры эффективность снижается. И чтобы увеличить КПД необходимо охладить поступающий воздух.
Решение этой проблемы заключается в использовании адиабатического охлаждения - процесса снижения температуры воздуха без потери тепла из системы. Этот принцип можно проиллюстрировать, рассмотрев фонтан: вокруг него всегда прохладно, так как воздух охлаждается за счет передачи своего тепла каплям воды, которые частично испаряются. Пар смешивается с воздухом и общее количество тепла в воздухе не меняется, но происходит его перераспределение от воздуха к водяному пару, который становится относительно прохладным. Этот принцип используется в оросительных камерах, аналогичных фонтанам, скрытым в корпусе.
Адиабатического охлаждения воздуха можно достичь, распыляя воду в потоке воздуха. Однако важно избегать попадания капель жидкости во входное устройство установки, так как это может увеличить риск образования влажной пыли, что повысит гидравлическое сопротивление и приведет к потере энергии. Ученые предложили решение этой проблемы, обеспечив полное испарение капель с помощью сухого воздуха в оросительной камере.
Исследователи из ПНИПУ продемонстрировали, что применение этой технологии охлаждения для ГТУ имеет значительные перспективы и положительное воздействие на экономическую эффективность энергетических установок. Проект был осуществлен по заказу компании «Газпром добыча Оренбург» и специалисты этой компании активно участвовали в проведении исследования. Статья о работе пермских исследователей была опубликована в журнале «Математические методы в технологиях и технике» за 2023 год.
Фото: Call Me Fred / Unsplash.com
