Термодинамический расчет свободнопоршневого генератора газа

    МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

       СУМСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕПЛОФИЗИКИ

Индивидуальное домашнее задание

на тему:

«Термодинамический расчет свободнопоршневого генератора газа»

по дисциплине:

«Спецразделы теплофизики компрессорных машин»

Выполнил                                                                           Подлесный С.А.

студент группы                                                                   ХК-41

Проверил                                                                            Попов В.П.

СУМЫ 2008

Содержание

1.  Схема газотурбинной установки с СПГГ…………………………….3

2.  Исходные параметры…………………………………………………..4

3.  Расчет…………………………………………………………………...5

Список литературы…………………………………………………...11

1. Схема газотурбинной установки с СПГГ

Рис.1.1. Схема газотурбинной установки с СПГГ

Рис. 1.2. Диаграммы идеального цикла ГТУ с СПГГ  в координатах p – V и T - S

.Исходные параметры

кВт – мощность двигателя;

МПа – давление газа перед турбиной;

Условия всасывания:

барПа;

К;

Выбираем схему СПГГ с внутренним расположением компрессорных полостей.

Для компрессора:

;

;

%;

%;

%;

Для буферной полости:

;

Для двигателя:

;

;

 - доля потери хода на закрытие органов газораспределения;

Па – потери давления в продувочных и выхлопных окнах;

Па – среднее индикаторное давление, отнесенное к полезному ходу;

 - степень сжатия;

МПа – максимальное давление сгорания;

МПа – потери давления в трубопроводе (от генератора газа до турбины);

 -  механический КПД СПГГ;

м – ход поршня;

;

3.Расчет

1.  Производим расчет компрессора. Давление всасывания:

Па;

2.  Давление нагнетания:

Па;

где  - давление воздуха, подаваемого компрессором в ресивер,

Па;

3.  Степень повышения давления в компрессоре:

;

4.  Температура конца сжатия:

К;

5.  Работа дизеля за цикл:

кДж;

6.  Объем, описываемый поршнем дизеля:

;

7.  Площадь поршня дизеля:

;

8.  Диаметр поршня дизеля:

;

9.  Принимаем , при этом

10. Работа компрессора за цикл:

;

где  - объемный коэффициент;

11. Работа компрессора за цикл:

12.  Объем, описываемый поршнем компрессора:

13.  Диаметр цилиндра компрессора:

Принимаем

14.  Коэффициент избытка продувочного воздуха:

где  - объем продувочного воздуха, выдаваемого компрессором (продувочным насосом) за цикл, приведенный к условиям окружающей среды;

      - объем цилиндра дизеля.

15.  Коэффициент производительности:

,

16.  - коэффициент давления,

;

Коэффициент подогрева ;

Коэффициент герметичности ;

Объемный коэффициент определен ранее и равен ;

;

17. ;

18. ;

где ;

;

19. Определяем размеры буферной полости. Объем, описываемый поршнем буфера:

;

20. Уравнение баланса работ на обратном ходе:

;

21. Работа дизеля на обратном ходе:

22. Здесь давление начала сжатия в двигателе:

;

где  - давление воздуха в ресивере.

Считаем, что при прохождении воздуха через продувочные окна теряется давление ;

23. Давление конца сжатия в двигателе:

;

24. Работа компрессора при обратном ходе:

где  - объем мертвого пространства;

;

25. Объем цилиндра компрессора:

;

26. ;

Отсюда:

;

27. Работа сил трения на обратном ходе:

;

;

28. Начальное давление в буферной полости определяется по двум уравнениям:

                                                  (1)

                                                                                           (2)

29. Принимаем степень повышения давления буферной полости

;

30. Объем буферной полости:

;

31. Согласно (2)

,

Следовательно:

;

32. Откуда объем мертвого пространства буферной полости:

;

;

33. Из уравнения (1):

;

34. Здесь

;

т.к. рассчитываем одну полость буфера.

35. Давление в буферной полости:

;

36. Относительная величина мертвого пространства буфера:

;

37. Определяем основные параметры цикла двигателя. Термодинамического расчета двигателя не производим. Считаем, что двигатель работает по циклу со сгоранием при постоянном объеме ().

Задаемся основными параметрами цикла:

;

м;

;

;

;

;

;

;

;

38. Работа расширения дизеля:

;

39. Работа сжатия:

;

40. Работа двигателя за цикл:

;

41. Из термодинамического расчета ;

42. Работа двигателя на обратном ходе:

;

43. Из термодинамического расчета

44. Среднее индикаторное давление:

;

Было принято ;

Расхождение допустимое.

Список литературы

1. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию “Расчет свободнопоршневых  компрессоров” составитель Вейраух А. Н. Ленинград, 1978г.

2. Свободнопоршневые  компрессоры: Курс лекций; составитель Вейраух А. Н. Ленинград, 1978 г.

3. Поршневые компрессоры: Учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности «Холодильные и компрессорные машины и установки»/      Б. С. Фотин, И. Б. Пирумов, И. К. Прилуцкий, П. И. Пластинин; Под общ. ред. Б. С. Фотина. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. – 372 с.: ил.