Машиностроение \ Детали машин и основы конструирования

Тепловой расчёт газотурбинной установки

Страницы работы

13 страниц (Word-файл)

Скачать файл

Содержание работы

Тепловой расчёт ГТУ

Тепловая схема ГТУ

Тепловая схема, используемая в данном ГПА, обеспечивает получение высокого отношения давлений в цикле и высокого КПД.

Исходные данные для теплового расчёта:

- полезная мощность: Ne=2,5 МВт;

- температура газа перед турбиной: Т_г =1220 К;

- КПД турбины: h_т1=h_т2 =0,92;

- КПД компрессора: h_к1 =0,88;

- потери по тракту: s_вх=0,98; s_кс=0,97;

- механический КПД: h_мех=0,99;

- теплоемкости рабочего тела:

С_рт=1,15; С_ркс=1,12; С_в=1,01;

- показатели адиабаты: k_т=1,33; k_в=1,4;

- КПД камеры сгорания: h_кс=0,995;

- отн. расход охл. Воздуха: q_охл=0,025;

- отн. расход утечек через уплотнения: q_ут=0,01;

- отн. Расход топлива: q_топ=0,01;

2.2. Выбор p_ко и расчет тепловой схемы ГТУ с заданными коэффициентами

Порядок и содержание расчета тепловой схемы сведены в табл 1.

Таблица1 Тепловой расчёт схемы приводной ГТУ
Обозн.	Расчетная формула	Размер- ность	В а р и а н т ы
Обозн.	Расчетная формула	Размер- ность	1	2	3	4	5	6	7	8
p_к	задаемся	-	11	12	13	14	15	16	17	18
H_к		кДж/кг	325,705	342,241	357,82	372,565	386,577	399,937	412,713	424,963
T_к	Т_В1 +	К	610,48	626,852	642,277	656,877	670,749	683,977	696,626	708,755
H_т1		кДж/кг	337,431	354,562	370,702	385,978	400,494	414,335	427,571	440,262
p_т1		-	3,391	3,648	3,913	4,186	4,468	4,760	5,061	5,372
p_т_S		-	10,038	10,951	11,863	12,776	13,689	14,601	15,514	16,426
Т_т1		K	926,582	911,685	897,451	884,367	873,744	859,709	848,199	837,164
H_т2		кДж/кг	232,940	231,752	229,979	227,751	225,165	222,296	219,201	215,925
p_т2		-	2,960	3,002	3,032	3,052	3,043	3,048	3,044	3,058

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
H_е	Н_т2 ∙ν∙η_МЕХ	кДж/кг	226,575	223,695	223,695	221,527	219,012	216,221	213,221	210,025
Q_кс	с_Ркс ∙Т_г ∙(1-q_ОХЛ -q_УТ+q_топ)- с_РВ ∙Т_К2 ∙(1-q_ОХЛ -q_УТ)	кДж/кг	753,583	736,964	721,307	706,487	692,405	678,978	666,138	653,826
h_e		----	0,30066	0,30588	0,31012	0,31356	0,31631	0,31845	0,32007	0,32122

Продолжение табл. 1.

По данным расчёта строим графики зависимости Н_е=f(p_к) и h_e=f(p_к) - рис.2.2

и выбираем расчетное значение p_ко: для ГТУ такой схемы - между максимумами графиков Н_е=f(p_к) и h_e=f(p_к) .

Рисунок 2.2

Зависимость Н_е=f(p_к) и h_e=f(p_к)

Из графика, представленного на рис.2.2, следует, что максимум величины Н_е, определяющий расход воздуха и размеры ГТУ, имеет место при p_к=11, а максимум величины h_е при p_к=17.

В качестве расчётной величины принимаем значение p_ко=13.

. Уточнённый расчёт тепловой схемы на номинальный режим

Расчет производим по методике изложенной в [1], учитывая истинные значения теплоёмкостей и показателя адиабаты после выбора оптимальной степени сжатия p_ко и определяем расход рабочего тела, исходя из заданной мощности.

Коэффициент избытка воздуха:

Средняя температура сжатия воздуха в компрессоре:

= 465,139 К,

или t_CP = 192,139^oC.

Средняя температура процесса расширения продуктов сгорания в ТВД:

= 1062,303 К,

или t_CP = 789,303 ^oC.

Средняя температура процесса расширения продуктов сгорания в СТ:

= 882,293К,

или t_CP = 549,293 ^oC.

По графикам зависимости теплоемкости и показателя адиабаты от температуры и коэффициента избытка воздуха, указанных в [1], уточняем теплофизические свойства воздуха при α =и для продуктов сгорания топлива при α = 3,92. Результаты сведены в табл. 2.