Р ис.13. Нагрузочная характеристика дгу
Отчет по лабораторной работе. Отчет составляется на миллиметровой бумаге формата А3 и должен содержать: 1. Схему ДГУ для испытаний. 2. Протокол испытаний. 3. Расчетные формулы. 4. Нагрузочную характеристику ДГУ и выводы по результатам испытаний.
Контрольные вопросы
Назначение дизель-генераторной установки «MICS TELYS».
Назовите режимы работы ДГУ.
Что такое нагрузочная характеристика двигателя?
Для чего снимается нагрузочная характеристика двигателя?
Что такое cos для ДГУ?
На каких нагрузочных режимах обеспечивается топливная экономичность ДГУ?
Как устанавливается номинальная мощность двигателя по нагрузочной характеристике?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12. КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЕТ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ (ГТД)
Цель работы:1. Изучить конструкцию ГТД.
2. Выполнить расчет ГТД.
Оборудование: Газотурбинный двигатель в разрезе.
Последовательность выполнения работы
О
бщие
положения. Газотурбинным
двигателем называется такой двигатель,
в котором в качестве рабочего тела
используются газы (продукты сгорания
топлива), а в качестве тягового двигателя
применяется газовая турбина. Термин
турбина происходит от латинских слов
turbineus
– вихреобразный, или turbo
– волчок.
Рис.14. Принципиальная схема автотракторного ГТД:
1-компрессор; 2-камера сгорания; 3-турбина компрессора; 4- тяговая турбина; 5- редуктор
Принцип действия ГТД. Компрессор 1 (рис.14) забирает воздух из окружающей среды и под давлением 0,3…0,4 МПа подает его в камеру сгорания. В камере сгорания в воздушный поток из форсунок впрыскивается топливо. Прежде чем направить продукты сгорания на газовую турбину к ним подводится вторичный воздух, вследствие чего температура газов снижается до 700…9000С, (этим самым достигается длительная работа рабочего колеса турбины). Далее газовый поток поступает в сопловый (направляющий) аппарат турбины компрессора (рис.15;16). В сопловом аппарате тепловая энергия газов преобразуется в кинетическую энергию газового потока и далее реализуется в механическую энергию на лопатках рабочего колеса турбины. После чего все повторяется на лопатках тяговой турбины, при этом тепловая энергия значительно уменьшается.
Рис.15. Диаграмма рабочего цикла ГТД
Рис.16. Ступень газовой турбины:
1-сопловый аппарат; 2-рабочее колесо
Расчет ГТД
Расчет компрессора. Основными параметрами, характеризующими работу компрессора, являются:
- степень повышения давления в компрессоре (πк),
- массовый расход воздуха (Вв).
В расчетах величину πк принимаем равной 3,0.
Для
оценки напорных качеств компрессора
используется коэффициент напора
ад.к,
определяемый отношением адиабатной
работы сжатия Lад.к
(Дж/кг) к
квадрату окружной скорости Uк
(м/с) на
наружном диаметре колеса.
ад.к=Lад.к /U2к,
где
Lад.к=
.
Величину коэффициента напора ад.к принимаем в пределах 0,56…0,64 в зависимости от наружного диаметра колеса компрессора. Принимаем ад.к=0,6.
Окружная
скорость U
к
на наружном
диаметре колеса компрессора определяется
по формуле:
У
современных компрессоров величина Uк
находится в пределах 250…500 м/с. Частота
вращения колеса компрессора определяется
по формуле:
Величина абсолютной скорости воздуха на лопатках компрессора принимается из соотношения: С=0,3UК
Определяется площадь поперечного сечения межлопаточного пространства колеса компрессора: F=f*m, (м2),
где f-сечение межлопаточного пространства колеса (на выходе),
m-количество лопаток.
Массовый расход воздуха через компрессор: Bв=F*C*ρв (кг/с),
где ρв- плотность воздуха (кг/м3)
Мощность, затрачиваемая на привод компрессора (кВт):
,
где ηк –к.п.д компрессора, принимается равным 0,7…0,8.
Расчет газовой турбины. Массовый расход газов, поступающий из к5амеры сгорания на турбину:
.
Расчет направляющего аппарата (сопла) газовой турбины.
Адиабатная работа расширения газа в направляющем аппарате:
,
где pt –степень реактивности, принимается равной 0,5,
ηТ- к.п.д. турбины, принимается равным 0,75…0,8
Расчет рабочего колеса турбины.
Абсолютная скорость газа перед рабочим колесом турбины:
,
φс=0,94-коэффициент скорости.
Мощность, развиваемая турбиной:
