Расчёт тепловой схемы гту с регенерацией.

При расчёте тепловой схемы ГТУ в качестве топлива принимаем стандартный углеводород (С = 85%, Н = 15%), имеющий следующие характеристики:

- теплота сгорания К_т = 44300 кДж / кг;

- минимальное необходимое количество воздуха для полного сжигания одного килограмма газа L₀ = 15 кг / кг.

Расчёт выполняется в следующем порядке:

1. Определяются параметры процесса сжатия воздуха в компрессоре.

Рассчитывается температура за компрессором:

=288 =483,75 К =210,75 С

(2.1)

Определяются энтальпии воздуха в начале и конце процесса сжатия:

=213,28 кДж/кг	(2.2)
=15,05 кДж/кг	(2.3)

где , и - энтальпии воздуха соответственно при температуре , и стандартной температуре , принятой за начало отчёта энтальпий в расчёте. Энтальпии определяются по таблице ….(приложение)

Вычисляется средняя теплоёмкость воздуха в процессе сжатия:

= =1,012 кг/м

(2.4)

Уточняется значение m_в:

= =0,283

(2.5)

температуру за компрессором и значение энтальпии h_b по формулам 2.1. и 2.2 соответственно.

=288 =481,19 К =208,12 С

=210,58 кДж/кг

= =1,012

2. Определяются параметры воздуха после регенератора

=481,19+0,75 (816,33-481,19)= =732,54 К=459,54 С

(2.6)

где температура газов за турбиной определяется по формуле

=1120 =816,33 К= =543,33 С

(2.7)

Находится энтальпия воздуха за регенератором

=475,26 кДж/кг

(2.8)

3. Определяется коэффициент избытка воздуха α

=6,27

(2.9)

где

=911,14 кДж/кг	(2.10)
=1005,19 кДж/кг	(2.11)

Энтальпия продуктов сгорания определяется по таблице….(приложение)

4. Находится энтальпия газа перед турбиной:

= =926,96 кДж/кг

(2.12)

5. Определяются параметры газа за турбиной

= = 575,72 кДж/кг

(2.13)

где

=566,76 кДж/кг	(2.14)
=620,05 кДж/кг	(2.15)

Вычисляется средняя теплоёмкость газа в процессе расширения

= =1,156 кДж/кг К

(2.16)

Определяется объёмная доля воздуха в продуктах сгорания

= 0,927; = =0,83

(2.17)

где , - молекулярные массы воздуха и чистых продуктов сгорания (см. таблицу ….(приложение))

Молекулярная масса продуктов сгорания находится по формуле

=28,97 0,83+28,66 (1-0,83)=28,91

(2.18)

Определяется газовая постоянная продуктов сгорания

= =0,287;

(2.19)

где R = 8,314 кДж/кг – универсальная газовая постоянная.

Уточненное значение m_г рассчитывается по формуле

=0,248

(2.20)

Температура газов за турбиной уточняется по формуле 2.7.

По уточненному значению температуры определяются значения энтальпий воздуха, продуктов сгорания и газовой смеси после турбины по формулам 2.14, 2.15 и 2.13 соответственно.

=1120 =805,86 кДж/кг =

=532,86 С

=555,27 кДж/кг

=607,28 кДж/кг

=

= 564,02 кДж/кг

6. Работа расширения одного килограмма газа в турбине определяется по формуле

=926,96-564,02=362,94 кДж/кг

(2.21)

7. Вычисляется работа, затрачиваемая на сжатие одного килограмма воздуха в компрессоре:

=210,58-15,05=195,08 кДж/кг

(2.22)

8. Работа ГТУ на валу агрегата находится по формуле

=362,,94 0,99-0,999 195,08=164,42 кДж/кг, где	(2.23)
= =0,999	(2.24)

9. Определяется расход газа через турбину

=23 10 /164,42 0,98 10 =142,74 кг/с

(2.25)

10. Рассчитывается расход воздуха, подаваемого компрессором

=0,999 142,74=142,59 кг/с

(2.26)

где α_у = 0,005 – 0,02 – коэффициент, характеризующий дополнительные расходы воздуха на утечки через уплотнения компрессора и турбины.

11. Расход топлива находится по формуле

= =1,5 кг/с

(2.27)

12. Определяется мощность газовой турбины:

=142,74 362940=51806,05 кВт

(2.28)

13. Вычисляется мощность, потребляемая компрессором

=142,59 195080=27816,45 кВт

(2.29)

14. Коэффициент полезной работы рассчитывается по формуле

=0,463

(2.30)

15. Определяется коэффициент полезного действия ГТУ (электрический КПД ГТУ)

= =0,346

(2.31)