Расчет принципиальных тепловых схем газотурбинных двигателей

Страницы работы

Содержание работы

1 Расчет тепловой схемы

1.1 Выбор тепловой схемы

В современных условиях развития ГТД не имеет смысла рассматривать одновальный ГТД. Поэтому анализ начинается с рассмотрения тепловой схемы двухвального ГТД. Данные расчета сведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Расчет тепловой схемы двухвальной ГТУ

Обозначения

Варианты

πк

7,00

10,0

13,0

16,0

19,0

22,0

Рвх.к

100,3

100,3

100,3

100,3

100,3

100,3

Lк

245,8

307,6

357,3

399,4

436,1

468,9

Тк

531,4

592,6

641,8

683,4

719,8

752,2

Lтвд

258,7

323,8

376,0

420,3

458,9

493,4

Ттвд

1270,1

1213,5

1168,0

1129,5

1095,9

1065,9

πтвд

2,04

2,50

2,96

3,44

3,94

4,47

πΣ

6,72

9,60

12,49

15,37

18,25

21,13

πст

3,29

3,84

4,21

4,46

4,63

4,73

Lст

345,7

366,5

372,9

372,6

368,8

362,8

Lе

337,7

358,0

364,3

364,0

360,2

354,4

Gв

296,1

279,3

274,5

274,7

277,6

282,2

Q1

1140,1

1082,3

1035,8

996,5

962,2

931,5

ηe

0,29

0,33

0,35

0,36

0,37

0,38

Из теплового расчета двухвальной ГТУ сделан вывод, что при заданной мощности 100 МВт и температуре после КС 1495 К значение расхода рабочего тела (порядка 290 кг/с)  имеет большие значения, что обуславливает большие габариты самой ГТУ. При этом кпд установки при больших значениях степени повышения давления (22 и выше) достаточно высокий – 38%. Однако, с введением регенеративного цикла можно на порядок увеличить значение кпд. Поэтому далее рассматривается регенеративный цикл ГТУ. Данные расчета приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.2 - Расчет тепловой схемы двухвальной ГТУ с регенерацией теплоты уходящих газов

Обозначения

Варианты

πк

4,00

6,00

8,00

10,0

12,0

14,0

Рвх.к

100,3

100,3

100,3

100,3

100,3

100,3

Lк

160,6

221,0

268,2

307,6

341,8

372,0

Тк

447,1

506,8

553,6

592,6

626,4

656,4

Lтвд

169,1

232,5

282,3

323,8

359,7

391,5

Ттвд

1348,0

1292,8

1249,5

1213,5

1182,2

1154,5

πтвд

1,57

1,89

2,20

2,50

2,81

3,12

πΣ

3,73

5,59

7,45

9,32

11,18

13,04

πст

2,37

2,96

3,39

3,72

3,98

4,18

Lст

276,6

324,6

347,7

359,5

365,1

366,9

Lе

270,2

317,1

339,7

351,2

356,6

358,4

Твых

1113,1

1017,1

954,2

908,1

872,2

842,9

Тр

1019,8

945,6

898,1

864,0

837,8

816,8

Gв

370,1

315,4

294,4

284,8

280,4

279,0

Q1

687,1

757,1

802,0

834,3

859,0

878,8

ηe

0,39

0,42

0,42

0,42

0,41

0,41

Расчет тепловой схемы двухвальной ГТУ с регенерацией теплоты уходящих газов показывает, что с вводом регенерации кпд установки увеличивается до 41 %, при этом габариты установки по-прежнему остаются большими. Вследствие этого, для увеличения полезной работы, а, следовательно, уменьшения расхода рабочего тела и габаритов ГТУ рассчитан сложный цикл ГТУ. Расчет сложного цикла регенеративной ГТУ с введением промежуточного охлаждения между компрессорами высокого и низкого давления до 348 К приведен в табл. 1.3.

Таблица 1.3 -Расчет тепловой схемы ГТУ сложного цикла с промежуточным охлаждением воздуха между КНД и КВД до 348 К и регенерацией теплоты уходящих газов

Обозначения

Варианты

πк

8,00

11,0

14,0

17,0

20,0

23,0

πквд

100,3

100,3

100,3

100,3

100,3

100,3

πкнд

3,11

3,65

4,12

4,54

4,92

5,28

Рвх.к

2,57

3,02

3,40

3,75

4,07

4,36

Lкнд

102,4

122,5

138,4

151,6

162,9

172,9

Ткнд

389,4

409,3

425,0

438,1

449,3

459,2

Lквд

153,0

178,7

199,0

215,8

230,3

242,9

Тквд

499,5

524,9

545,0

561,7

576,0

588,5

Lтвд

161,9

189,1

210,5

228,3

243,6

257,0

Lтнд

105,4

126,1

142,4

156,0

167,7

177,9

Ттвд

1354,3

1330,6

1312,0

1296,5

1283,2

1271,5

Ттнд

1262,6

1221,0

1188,1

1160,8

1137,4

1116,8

πтвд

1,54

1,66

1,77

1,87

1,95

2,03

πтнд

1,36

1,46

1,54

1,62

1,69

1,76

πΣ

7,23

9,94

12,65

15,36

18,07

20,79

πст

3,46

4,10

4,63

5,08

5,46

5,79

Lст

355,9

383,8

399,9

409,7

415,9

419,7

Lе

344,7

371,8

387,3

396,8

402,8

406,5

Твых

962,9

897,7

851,3

815,8

787,1

763,3

Тр

898,0

845,5

808,4

780,2

757,6

738,9

Gв

290,1

269,0

258,2

252,0

248,3

246,0

Q1

798,0

847,3

882,1

908,7

929,9

947,5

ηe

0,43

0,44

0,44

0,43

0,43

0,43

Похожие материалы

Информация о работе