Расчет характеристик конвертированной из авиационного двигателя газотурбинной установки по известным характеристикам газогенератора, страница 2

Определение  требует знание закона изменения . В ГТУ для энергетики на всех режимах работы обеспечивается . В ГТУ ГПА  изменяется в зависимости от внешнего крутящего момента на выходном вале. Для учета влияния  используется внешняя характеристика ГТУ, представляющая собой зависимость мощности и эффективного КПД ГТУ от  и . При ее расчете необходимо задать ряд значений  и , поэтому при расчете каждой точки величина  известна.

Величина  определяется с помощью дополнительной процедуры расчета из условия равенства площадей поперечного сечения потока газа на выходе из ГТУ и сечения выходного диффузора . Значение  может быть найдено методом подбора или с помощью вспомогательной зависимости , показанной на рис. 4.2. Для ее построения варьируется величина , по характеристике силовой турбины определяются значения  и выполняется расчет по формулам:

                                                   ;                                               (4.12)

                                                  ;                                              (4.13)

                                             ;                                         (4.14)

                                     ;                                 (4.15)

                                    ;                                (4.16)

                                   ;                               (4.17)

                                              ;                                          (4.18)

                                                    ;                                                (4.19)

                                              .                                          (4.20)

По известной величине , полученной при выполнении лабораторной работы № 3, определяют  как показано на рис. 4.2.

Примечание. Удобно выполнять эти расчеты с использованием пакета Mathcad, представляя параметры в векторном виде.

После получения  и КПД турбины с помощью характеристики силовой турбины  выполняется расчет удельной работы силовой турбины по формуле (4.17), а расчет ее мощности и эффективного КПД ГТУ – по формулам

                                                 ,                                             (4.21)

                        .                    (4.22)

При расчете дроссельной характеристики ГТУ для энергетики величина  известна и равна расчетной, величина  уменьша­ется, а условия на входе в ГТУ соответствуют стандартным при Н = 0, М_н = 0. Уменьшение  приводит к уменьшению  и , , ,  в соответствии с характеристиками ГГ, что и вызывает уменьшение мощности ГТУ.

Расчет климатической характеристики ГТУ для энергетики требует задания программы управления ГТУ. Обычно в качестве основной программы управления выбирается условие . Значение заданного параметра обеспечивается изменением расхода топлива в камере сгорания. Величина  поддерживается с помощью изменения крутящего момента на выходном валу ГТУ. При низких значениях  возникает необходимость в ограничении мощности ГТУ, что реализуется уменьшением .

При этом расчет климатической характеристики отличается от расчета дроссельной характеристики только причиной изменения  (изменение, а не ).

Расчет внешней характеристики ГТУ ГПА выполняется при заданных  и .

Содержание расчетных исследований

1.  Получить дроссельные характеристики ГТУ для энергетики по известным характеристикам ГГ и силовой турбины (при значениях , обеспечивающих неизменность параметра расхода силовой турбины ).

2.  Получить климатические характеристики ГТУ для энергетики по известным характеристикам ГГ и силовой турбины.

3.  Получить внешнюю характеристику ГТУ газоперекачивающего агрегата по известным характеристикам ГГ и силовой турбины (при значениях , обеспечивающих неизменность параметра расхода силовой турбины ).

Отчет о лабораторной работе

1.  Краткое изложение темы, цели и содержания лабораторной работы.

2.  Текст программы и результаты расчета:

–  параметров потока на входе в силовую турбину ГТУ при разных значениях ;

–  величин , обеспечивающих заданную величину площади проходного сечения потока на выходе из ГТУ;

–  мощности и эффективного КПД ГТУ.

3.  Дроссельные и климатические характеристики ГТУ для энергетики и внешние характеристики ГТУ газоперекачивающего агрегата.

4.  Анализ полученных результатов и выводы.