Тепловой расчёт газотурбинной установки

Таблица1 Тепловой  расчёт  схемы  приводной   ГТУ
Обозн.	Расчетная     формула	Размер-    ность	В  а  р  и  а  н  т  ы
			1	2	3	4	5	6	7	8
pк	задаемся	-	11	12	13	14	15	16	17	18
Hк		кДж/кг	325,705	342,241	357,82	372,565	386,577	399,937	412,713	424,963
Tк	ТВ1 +	К	610,48	626,852	642,277	656,877	670,749	683,977	696,626	708,755
Hт1		кДж/кг	337,431	354,562	370,702	385,978	400,494	414,335	427,571	440,262
pт1		-	3,391	3,648	3,913	4,186	4,468	4,760	5,061	5,372
pтS		-	10,038	10,951	11,863	12,776	13,689	14,601	15,514	16,426
Тт1		K	926,582	911,685	897,451	884,367	873,744	859,709	848,199	837,164
Hт2		кДж/кг	232,940	231,752	229,979	227,751	225,165	222,296	219,201	215,925
pт2		-	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
Hе	Нт2 ∙ν∙ηМЕХ	кДж/кг	226,575	223,695	223,695	221,527	219,012	216,221	213,221	210,025
Qкс	сРкс ∙Тг ∙(1-qОХЛ -qУТ+qтоп)-        сРВ ∙ТК2 ∙(1-qОХЛ -qУТ)	кДж/кг	753,583	736,964	721,307	706,487	692,405	678,978	666,138	653,826
he		----	0,30066	0,30588	0,31012	0,31356	0,31631	0,31845	0,32007	0,32122

Продолжение табл. 1.

. 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.

                                             Таблица 2

Уточненные теплофизические свойства

Cрк,	1,023	Кк	1,39
Cртвд,	1,201	kтвд	1,32
Cрст,	1,15	kст	1,334

Степень сжатия компрессора:

π_К = 13

Удельная работа сжатия воздуха в компрессоре:

Удельная работа расширения ТВД:

H_Т1 = = = 362,703

Степень расширения продуктов сгорания в ТВД:

π_Т1 ==

Температура продуктов сгорания за ТВД:

Т’_Т1 = == 904,606К.

Степень расширения продуктов сгорания в СТ:

π_Т2 = = = 3,128

Удельная работа расширения СТ:

Н_Т2 = с_Рст ∙ Т’_Т1 ∙(1- π_Т2) ∙η_Т2 = 1,15 ∙904,606  ∙(1- 3,128) ∙0,92 = 243,393.

Уточненное значение удельной эффективной работы ГТУ:

Не = Н_Т2 ∙ν∙η_МЕХ = 243,393 ∙0,9825∙0,99 = 231,924.

Температура продуктов сгорания за СТ:

Т_Т2 = = = 714,605 К.

Уточняем по [1] теплофизические свойства воздуха при Т_К = 714,605 К и     α = ∞:

с_РВ = 1,02 .

. Количество теплоты воздуха, поступающего в КС:

Q_В' = с'_РВ ∙Т'_К2 ∙(1-q_ОХЛ -q_УТ)=1,02∙714,605∙(1-0,025-0,01) = 703,386 .

Уточняем по [1] теплофизические свойства продуктов сгорания при процессе подвода теплоты в КС:

с_РКС = 1,03 .

Количество теплоты, подведенное в КС:

Q'_КС = с_Ркс ∙Т_г ∙(1-q_ОХЛ -q_УТ+q_топ)-Q_в=1,03 ∙1220 ∙(1-0,025 -0,01₊0,01)-703,386=640,739.

Эффективный КПД ГТУ:

η_е = = = 0,36.

Цикл с регенерацией

Исходные данные для теплового расчёта с регенерацией :

-  полезная мощность: Ne=2,5 МВт;

-  температура газа перед турбиной: Т_г =1220 К;