Другие предметы \ Теория двигателей внутреннего сгорания

Физическое моделирование процессов двигателей внутреннего сгорания. Оценка влияния КПД газовой турбины на эффективность турбокампаундной силовой установки, страница 2

Лабораторная работа №2

Оценка влияния КПД турбокомпрессора на эффективность турбокампаундной установки

Общие положения

Физическое моделирование поршневого ДВС позволяет выполнить оценку эффективности турбокампаундной установки, состоящей из поршневого ДВС, систем наддува, утилизации теплоты и силовой газовой турбины. Для этой оценки основным уравнением является соотношение:

здесь:

где - мощность поршневого ДВС.

-мощность газовой турбины.

- мощность, затрачиваемая на привод нагнетателя.

- КПД передачи в силовой цепи газовая турбина – нагнетатель – вал отбора мощности поршневого ДВС.

n – показатель степени, зависящий от соотношения мощностей турбины и нагнетателя, при > - n =1, при < - n=-1.

Следует также отметить, что режимы с> соответствуют случаю КДВС с избыточной мощностью газовой турбины, > - с приводным компрессором (нагнетателем), а = - турбокомпрессорному режиму.

Порядок выполнения работы.

Принимаем температуру ОГ в выпускном коллекторе равной 650 К.

Варьирование КПД компрессора выполняем в диапазоне 0,5 – 0,85 с шагом 0,05.

Адиабатическая работа сжатия воздуха в компрессоре, Дж/кг

где - универсальная газовая постоянная для воздуха, равная 288,08Дж/кгК

Работа нагнетателя, кВт

Энтальпия потока воздуха на входе в нагнетатель, кВт

Энтальпия потока воздуха на выходе из нагнетателя, кВт

Теплота, отводимая при промежуточном охлаждении надувочного воздуха (кВт – абсолютная величина, %- относительная величина)

Адиабатическая работа расширения в газовой турбине, Дж/кг.

где - универсальная газовая постоянная для ОГ, равная 277,13 Дж/кгК

- степень расширения ОГ в турбине.

Работа газовой турбины, кВт.

Энтальпия ОГ после газовой турбины, кВт

Удельная энтальпия ОГ после газовой турбины, кДж/кмоль.

Температура ОГ после газовой турбины, К

Показатель адиабаты при расширении ОГ в газовой турбине

Работа газовой силовой установки

Удельный эффективный расход топлива, г/кВтч

Коэффициенты полезного действия силовой установки и поршневого ДВС,%.

Доли работ нагнетателя и газовой турбины, %.

Расчёт представлен в таблице 2.

Лабораторная работа №3

Оценка влияния КПД газовой турбины на эффективность турбокампаундной силовой установки.

Оценку эффективности турбокампаундной силовой установки в зависимости от КПД газовой турбины проведем с учетом данных лабораторных работ №1 и №2. При исследовании исходными являются :

- температура ОГ в выпускном коллекторе t_T = 650⁰C.

- КПД компрессора системы ГТН, принимаем равным 0,75.

- КПД газовой турбины варьируется в диапазоне 0,5 – 0,85 с шагом 0,05.

- мощность системы ВИТ равна 0.

С учетом данных из лабораторных работ №1 и №2, работа затрачиваемая на привод компрессора [ абсолютная, (кВт) и относительная (%) величины]