Решение

1. Температура воздуха за ВО:

К.

2. Давление воздуха за ВО:

МПа.

3. Средняя температура воздуха в ВО:

К.

4. Истинная массовая изобарная теплоемкость воздуха при температуре Т_ср=357,6 К: С_р=1,011 кДж/кг∙К.

5. Тепловая мощность, отбираемая от воздуха в ВО:

кВт.

Ответ: Т₁₂^*=307,2 К; Р₁₂^*=0,2919 МПа; Q_ВО=4072 кВт.

Пример 10.6. Определить параметры воздуха за компрессором высокого давления (КВД) ГТУ, удельную работу сжатия и мощность, затрачиваемую на привод КВД при следующих данных: температура и давление перед КВД Т^*₁₂=307,2 К, Р^*₁₂=0,2919 МПа; степень сжатия π_КВД=8,0; политропный КПД _ПКВД=0,89; расход воздуха G_в=60кг/с.

Решение

1. Истинный показатель адиабаты воздуха при температуре (по рис. 10.2) Т^*₁₂=307,2 К: k=1,41.

2. Температура воздуха за КВД (предварительно)

К.

3. Средняя температура воздуха в процессе сжатия в КВД

К.

4. Истинный показатель адиабаты воздуха при температуре Т_ср=456,6К (по рис. 10.2): k=1,387

5. Уточненное значение температуры воздуха за КВД (при уточненном значении k):

К.

6. Давление воздуха за КВД

МПа.

7. Истинная массовая изобарная теплоемкость воздуха при Т_ср=456,6 К (по рис. 10.3): С_р=1,022 кДж/кг∙К.

8. Удельная работа сжатия воздуха в КВД

кДж/кг.

9. Мощность, затраченная при привод КВД

кВт.

Ответ: Т^*₂=589,6 К; Р^*₂=2,3352 МПа; l_КВД=288,6 кДж/кг; N_КВД=17316 кВт.

Пример 10.7. Определить параметры воздуха и продуктов сгорания (газа) за регенератором ГТУ, а так же тепловую мощность, передаваемую в регенераторе от газа к воздуху при следующих данных: температура и давление воздуха при входе Т^*₂ = 475,6 К, Р^*₂ = 0,5014 МПа; температура и давление газа при входе в регенератор Т^*₄ = 890,3 К, Р^*₄ = 0,1049 МПа; коэффициенты давления по воздуху σ_в = 0,98, по газу σ_г = 0,97. Степень регенерации r = 0,78; температура газа перед турбиной Т^*₃ = 1273 К; расход воздуха и газа принять равными G_в = G_г = G = 20,0 кг/с.

Решение

1. Температура воздуха за регенератором

Т^*_R = Т^*₂ + r (Т^*₄ - Т^*₂) = 475,6 + 0,78 ∙ (890,3 – 475,6) = 799,1 К.

2. Давление воздуха за регенератором

Р^*_R = Р^*₂ ∙ σ_в = 0,5014 ∙ 0,98 = 0,4914 МПа.

3. Средняя температура воздуха

К

4. Находим удельную изобарную теплоемкость воздуха при Т = Т_вср, α=∞ (по рис. 10.3): С_рв = 1,060 кДж/кг К.

5. Тепловая мощность, передаваемая в регенераторе

Q = C_рв (Т^*_R - Т^*₂) G = 1,060 (799,1 – 475,6) 20,0 = 6858 кВт.

6. Коэффициент избытка воздуха (по рис. 10.1) α = 3,2.

7. Предварительное значение температуры газа за регенератором

К.

8. Средняя температура газа в регенераторе

К

9. Удельная изобарная теплоемкость газа при Т = 728,6 К и α = 3,0 (по рис. 10.3): С_рг = 1,120 кДж/кг.

10. Уточненное значение температуры газа за регенератором

К.

11. Давление газа за регенератором

Р^*_S = P^*₄ ∙ σ_г = 0,1049 ∙ 0,97 = 0,1018 МПа.

Ответ: Т^*_R=799,1K, Т^*_S=584,1 К, P^*_R=04914 МПа, Р^*_S=0,1018 МПа, Q=6858 кВт.

Пример 10.8. Определить стехиометрический коэффициент топливного газа следующего объемного состава r_i (Уренгойское месторождение, горизонт - юра) CH₄ = 0,870, С₂Н₆ = 0,062, С₃Н₈ = 0,034, С₄Н₁₀ = 0,020, С₅Н₁₂ = 0,008, СО₂ = 0,001, N₂ = 0,005.