Уточненный расчет тепловой схемы двухвальной гту с регенерацией теплоты уходящих газов

ГТУ будет работать в базовом режиме, где приоритетом является КПД. Следовательно, для двухвальной ГТУ, работающей с регенерацией теплоты уходящих газов, принимаем значение _к0=6.

Расчет ведем в следующей последовательности:

1. Удельная работа сжатия воздуха в компрессоре:

где с_РК=1,01 кДж/(кгК), Т_В=290 К, _к=0,87, k=1,40.

2. Температура воздуха за компрессором:

,

3. Средняя температура процесса сжатия воздуха в компрессоре:

или t_ср=107,65⁰С.

4. Уточняем теплофизические свойства воздуха по средней температуре процесса сжатия (уточненным величинам присваиваем индекс штрих):

5. Уточненное значение удельной работы сжатия компрессора:

6. Уточненное значение температуры воздуха за компрессором:

7. Уточненное значение средней температуры процесса сжатия воздуха в компрессоре:

Ввиду малости изменения значения средней температуры процесса сжатия воздуха в компрессоре дальнейшего уточнения теплофизических параметров воздуха не требуется.

8. Определяем коэффициент избытка воздуха продуктов сгорания по формуле:

9. Степень расширения продуктов сгорания в турбинах ГТУ:

,

10. Удельная работа расширения турбины компрессора:

,

11. Температура продуктов сгорания за турбиной компрессора:

где с_рт=1,15 кДж/(кгК)

12. Средняя температура процесса расширения продуктов сгорания в турбине компрессора:

где t_ср=768,4⁰С.

13. Уточняем теплофизические свойства продуктов сгорания при средней температуре процессе расширения и коэффициенте избытке воздуха =2,98:

14. Уточняем температуру продуктов сгорания за турбиной компрессора и среднюю температуру процесса расширения в турбине компрессора:

Поскольку изменение средней температуры продуктов сгорания составляет 4,8 К, то дальнейшего уточнения значений теплоемкости и показателя адиабаты не требуется.

15. Степень расширения продуктов сгорания в турбине компрессора:

,

16. Степень расширения продуктов сгорания в силовой турбине:

17. Определяем теплофизические свойства продуктов сгорания при начальной температуре продуктов сгорания в силовой турбине (изменением величины  в следствие подмешивания в проточную часть охлаждающего воздуха пренебрегаем):

18. Определяем работу расширения силовой турбины:

19. Вычисляем температуру продуктов сгорания за силовой турбиной:

,

.

20. Определяем среднюю температуру процесса расширения продуктов сгорания в силовой турбине:

или t_ср=593,8⁰С.

21. Определяем теплофизические свойства продуктов сгорания при средней температуре процесса расширения в силовой турбине:

22. Уточняем значение работы расширения силовой турбины:

23. Уточняем значение температуры продуктов сгорания за силовой турбиной:

24. Уточняем значение средней температуры процесса расширения продуктов сгорания в силовой турбине:

Дальнейшего уточнения теплофизических параметров при расширении продуктов сгорания в силовой турбине не требуется:

25. Удельная полезная работа ГТУ:

26. Определяем нагрев воздуха в регенераторе:

27. Температура воздуха на выходе из регенератора (на входе в камеру сгорания):

28. Уточняем теплофизические свойства воздуха при температуре Т_р и =:

29. Количество теплоты воздуха, поступающего в камеру сгорания:

30. Теплофизические свойства продуктов сгорания при процессе подвода теплоты в камере сгорания:

31. Количество теплоты, подведенное в камере сгорания:

32. Эффективный КПД ГТУ:

33. Расход воздуха в цикле, обеспечивающий номинальную мощность:

34. Расходы рабочего тела для турбин ГТУ: