- •Исходные данные:
- •1 Часть Компрессор.
- •Камера сгорания.
- •Газовая турбина.
- •Компрессор’.
- •Камера сгорания’.
- •Газовая турбина’.
- •Компрессор’’.
- •Камера сгорания’’.
- •Газовая турбина’’.
- •Результаты расчета цикла гту.
- •2 Часть Выбор типа осевого компрессора, определение характеристик и основных размеров методом моделирования.
- •3 Часть Определение числа ступеней и основных геометрических размеров проточной части газовой турбины.
- •Определение основных размеров последней ступени с учетом выходного диффузора.
Исходные данные:
Вариант №42
| ||||
1. |
Расход воздуха через компрессор |
Gк |
350 |
кг/с |
2. |
Температура газа перед турбиной |
Тг* |
1200 |
К |
3. |
Температура наружного воздуха |
Tнв* |
295 |
К |
4. |
Давление наружного воздуха |
Рнв* |
1,05 |
бар |
5. |
Степень регенерации |
σ |
0,78 |
|
6. |
Низшая теплотворная способность топлива |
Qнр |
42500 |
кДж/кг |
7. |
Частота вращения силового вала турбины |
n |
70 |
об/с |
8. |
Удельный расход воздуха на утечки воздуха через лабиринтные уплотнения |
Gут |
0,0 |
|
9. |
Адиабатный КПД проточной части турбины по заторможенным параметрам |
ηт*ад |
0,93 |
|
10. |
Адиабатный КПД проточной части компрессора по заторможенным параметрам |
ηк*ад |
0,85 |
|
11. |
Тепловой КПД блока камер сгорания |
ηкс |
0,98 |
|
12. |
Механический КПД ГТУ |
ηмех |
0,98 |
|
13. |
Степень повышения давления воздуха в компрессоре |
πк |
8,9,10 |
|
1 Часть Компрессор.
1) По Тнв*= 295 К определяем:
(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухого воздуха)
iнв= 295,10703 кДж/кг;
Удельная энтальпия потока воздуха, заторможенного на входе в компрессор, iвх*принимают равной iнв ;
2) По iвх* = 295,10703 кДж/кг находим:
(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухого воздуха)
π(Твх*)= 1,324085;
3) Полное давление воздуха Рвх*перед компрессором ГТУ находим из соотношения :
где νвх– коэффициент потери давления во входном участке воздушного тракта компрессора, включая воздухозаборное устройство (примемνвх= 1,015);
4) Полное давление воздуха за компрессором определяем по формуле:
5) Для изоэнтропического процесса сжатия воздуха в компрессоре справедливо уравнение:
Из которого находят: ;
6) По значению =находим:
(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухого воздуха)
i2к*из= 537,1548 кДж/кг
7) Удельную работу, потребляемую компрессором, рассчитывают по формуле:
8) Удельную энтальпию воздуха за компрессором из соотношения:
9) По = 579,86913 кДж/кг определяем:
Т2к*= 574,2585 К;
10) Мощность потребляемая компрессором :
Nк= 99,666 кВт;
Камера сгорания.
11) Полное давление перед газовой турбиной находят по формуле:
;
где νвд– коэффициент потерь давления на участке газовоздушного тракта между компрессором и турбиной, включая камеру сгорания (т.к. есть регенератор, что приводит к увеличению гидравлических потерь, примемνвх= 1,055);
12) Удельный расход топлива в камере сгорания находим по формуле
В. В. Уварова:
где:
13) Величину iв*(0)принимаем равнойiнв= 295,10703 кДж/кг;
14) По Тг* =Т1т* = 1200 К и поТ0*= 295 К определяем, соответственно:
(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухих продуктов сгорания)
iг*(г)= 1304,5445 кДж/кг иiг*(0)= 297,6203 кДж/кг;
15) При наличии регенерации:
Газовая турбина.
16) Расход газа (продуктов сгорания) через проточную часть газовой турбины рассчитывают по формуле:
где:
m= 0,5762 (из табл. 1.1 методических указаний) – коэффициент, характеризующий ту долю охлаждающего воздуха, которая не возвращается в проточную часть турбины.
(из табл. 1.1 методических указаний) – удельный расход воздуха на охлаждение элементов турбины;
17) Полное давление газа за турбиной:
где: – коэффициент потерь давления на выходном участке газового тракта (принимаем);
18) Степень расширения газа в турбине:
19) Из уравнения обратимой адиабаты:
где: по Тг*= 1200К определяем:
(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухих продуктов сгорания)
Находим:
20) По значению определяем:
(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухих продуктов сгорания)
i4т*из= 764,07835 кДж/кг;
21) Удельная работа, развиваемая газовой турбиной, рассчитывается по соотношению:
где: (из табл. 1.1 методических указаний) – коэффициент, учитывающий влияние охлаждения на аэродинамику проточной части турбины;
22) Мощность, развиваемая газовой турбиной:
23) Полная удельная энтальпия газа за турбиной:
24) По находим:
(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухих продуктов сгорания)
Т4т*= 775,4352 К;
25) Полезная мощность на валу ГТУ:
26) Массовый расход топлива в ГТУ:
27) Удельный расход топлива, отнесенный к полезной мощности на валу ГТУ:
28) Эффективный КПД ГТУ:
29) Удельная полезная мощность: