Результаты расчета цикла ГТУ.

Часть

Компрессор.

 

1) По Т_нв^* = 295 К определяем:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухого воздуха)

i_нв = 295,10703 кДж/кг;

Удельная энтальпия потока воздуха, заторможенного на входе в компрессор, i_вх^* принимают равной i_нв ;

2) По i_вх^* = 295,10703 кДж/кг находим:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухого воздуха)

π(Т_вх^*) = 1,324085;

3) Полное давление воздуха Р_вх^* перед компрессором ГТУ находим из соотношения:

где ν_вх – коэффициент потери давления во входном участке воздушного тракта компрессора, включая воздухозаборное устройство (примем ν_вх = 1,015);

4) Полное давление воздуха за компрессором определяем по формуле:

5) Для изоэнтропического процесса сжатия воздуха в компрессоре справедливо уравнение:

Из которого находят: ;

6) По значению = находим:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухого воздуха)

i_2к^*_из = 537,1548 кДж/кг

 

7) Удельную работу, потребляемую компрессором, рассчитывают по формуле:

8) Удельную энтальпию воздуха за компрессором из соотношения:

9) По = 579,86913 кДж/кг определяем:

Т_2к^* = 574,2585 К;

10) Мощность потребляемая компрессором:

N_к = 99,666 кВт;

 

Камера сгорания.

 

11) Полное давление перед газовой турбиной находят по формуле:

;

где ν_вд – коэффициент потерь давления на участке газовоздушного тракта между компрессором и турбиной, включая камеру сгорания (т.к. есть регенератор, что приводит к увеличению гидравлических потерь, примем ν_вх = 1,055);

12) Удельный расход топлива в камере сгорания находим по формуле

В. В. Уварова:

где:

13) Величину i_в^*₍₀₎ принимаем равной i_нв = 295,10703 кДж/кг;

14) По Т_г^* = Т_1т^* = 1200 К и по Т₀^* = 295 К определяем, соответственно:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухих продуктов сгорания)

i_г^*_(г) = 1304,5445 кДж/кг и i_г^*₍₀₎ = 297,6203 кДж/кг;

15) При наличии регенерации:

 

Газовая турбина.

16) Расход газа (продуктов сгорания) через проточную часть газовой турбины рассчитывают по формуле:

где:

m = 0,5762 (из табл. 1.1 методических указаний) – коэффициент, характеризующий ту долю охлаждающего воздуха, которая не возвращается в проточную часть турбины.

(из табл. 1.1 методических указаний) – удельный расход воздуха на охлаждение элементов турбины;

17) Полное давление газа за турбиной:

где: – коэффициент потерь давления на выходном участке газового тракта (принимаем );

18) Степень расширения газа в турбине:

19) Из уравнения обратимой адиабаты:

где: по Т_г^* = 1200К определяем:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухих продуктов сгорания)

Находим:

20) По значению определяем:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухих продуктов сгорания)

i_4т^*_из = 764,07835 кДж/кг;

21) Удельная работа, развиваемая газовой турбиной, рассчитывается по соотношению:

где: (из табл. 1.1 методических указаний) – коэффициент, учитывающий влияние охлаждения на аэродинамику проточной части турбины;

22) Мощность, развиваемая газовой турбиной:

23) Полная удельная энтальпия газа за турбиной:

24) По находим:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухих продуктов сгорания)

Т_4т^* = 775,4352 К;

25) Полезная мощность на валу ГТУ:

26) Массовый расход топлива в ГТУ:

27) Удельный расход топлива, отнесенный к полезной мощности на валу ГТУ:

28) Эффективный КПД ГТУ:

29) Удельная полезная мощность:

Компрессор’.

 

1) По Т_нв^* = 295 ⁰С определяем:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухого воздуха)

i_нв = 295,10703 кДж/кг;

Удельная энтальпия потока воздуха, заторможенного на входе в компрессор, i_вх^* принимают равной i_нв ;

2) По i_вх^* = 295,10703 кДж/кг находим:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухого воздуха)

π(Т_вх^*) = 1,324085;

3) Полное давление воздуха Р_вх^* перед компрессором ГТУ находим из соотношения:

где ν_вх – коэффициент потери давления во входном участке воздушного тракта компрессора, включая воздухозаборное устройство (примем ν_вх = 1,015);

4) Полное давление воздуха за компрессором определяем по формуле:

5) Для изоэнтропического процесса сжатия воздуха в компрессоре справедливо уравнение:

Из которого находят: ;

6) По значению = находим:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухого воздуха)

i_2к^*_из = 560,6341 кДж/кг

 

7) Удельную работу, потребляемую компрессором, рассчитывают по формуле:

8) Удельную энтальпию воздуха за компрессором из соотношения:

9) По = кДж/кг определяем:

Т_2к^* = 600,6179 К;

10) Мощность потребляемая компрессором:

N_к = 109,335 кВт;

 

Камера сгорания’.

 

11) Полное давление перед газовой турбиной находят по формуле:

;

где ν_вд – коэффициент потерь давления на участке газовоздушного тракта между компрессором и турбиной, включая камеру сгорания (т.к. есть регенератор, что приводит к увеличению гидравлических потерь, примем ν_вх = 1,055);

12) Удельный расход топлива в камере сгорания находим по формуле

В. В. Уварова:

где:

13) Величину i_в^*₍₀₎ принимаем равной i_нв = 295,10703 кДж/кг;

14) По Т_г^* = Т_1т^* = 1200 К и по Т₀^* = 295 К определяем, соответственно:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухих продуктов сгорания)

i_г^*_(г) = 1304,5445 кДж/кг и i_г^*₍₀₎ = 297,6203 кДж/кг;

15) При наличии регенерации:

 

Газовая турбина’.

16) Расход газа (продуктов сгорания) через проточную часть газовой турбины рассчитывают по формуле:

где:

m = 0,5762 (из табл. 1.1 методических указаний) – коэффициент, характеризующий ту долю охлаждающего воздуха, которая не возвращается в проточную часть турбины.

(из табл. 1.1 методических указаний) – удельный расход воздуха на охлаждение элементов турбины;

17) Полное давление газа за турбиной:

где: – коэффициент потерь давления на выходном участке газового тракта (принимаем );

18) Степень расширения газа в турбине:

19) Из уравнения обратимой адиабаты:

где: по Т_г^* = 1200К определяем:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухих продуктов сгорания)

Находим:

20) По значению определяем:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухих продуктов сгорания)

i_4т^*_из = 741,5492 кДж/кг;

21) Удельная работа, развиваемая газовой турбиной, рассчитывается по соотношению:

где: (из табл. 1.1 методических указаний) – коэффициент, учитывающий влияние охлаждения на аэродинамику проточной части турбины;

22) Мощность, развиваемая газовой турбиной:

23) Полная удельная энтальпия газа за турбиной:

24) По находим:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухих продуктов сгорания)

Т_4т^* = 756,9344 К;

25) Полезная мощность на валу ГТУ:

26) Массовый расход топлива в ГТУ:

27) Удельный расход топлива, отнесенный к полезной мощности на валу ГТУ:

28) Эффективный КПД ГТУ:

29) Удельная полезная мощность:

 

Компрессор’’.

 

1) По Т_нв^* = 295 ⁰С определяем:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухого воздуха)

i_нв = 295,10703 кДж/кг;

Удельная энтальпия потока воздуха, заторможенного на входе в компрессор, i_вх^* принимают равной i_нв ;

2) По i_вх^* = 295,10703 кДж/кг находим:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухого воздуха)

π(Т_вх^*) = 1,324085;

3) Полное давление воздуха Р_вх^* перед компрессором ГТУ находим из соотношения:

где ν_вх – коэффициент потери давления во входном участке воздушного тракта компрессора, включая воздухозаборное устройство (примем ν_вх = 1,015);

4) Полное давление воздуха за компрессором определяем по формуле:

5) Для изоэнтропического процесса сжатия воздуха в компрессоре справедливо уравнение:

Из которого находят: ;

6) По значению = находим:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухого воздуха)

i_2к^*_из = 577,5577 кДж/кг

 

7) Удельную работу, потребляемую компрессором, рассчитывают по формуле:

8) Удельную энтальпию воздуха за компрессором из соотношения:

9) По = кДж/кг определяем:

Т_2к^* = 619,5268 К;

10) Мощность потребляемая компрессором:

N_к = 116,303 кВт;

 

Камера сгорания’’.

 

11) Полное давление перед газовой турбиной находят по формуле:

;

где ν_вд – коэффициент потерь давления на участке газовоздушного тракта между компрессором и турбиной, включая камеру сгорания (т.к. есть регенератор, что приводит к увеличению гидравлических потерь, примем ν_вх = 1,055);

12) Удельный расход топлива в камере сгорания находим по формуле

В. В. Уварова:

где:

13) Величину i_в^*₍₀₎ принимаем равной i_нв = 295,10703 кДж/кг;

14) По Т_г^* = Т_1т^* = 1200 К и по Т₀^* = 295 К определяем, соответственно:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухих продуктов сгорания)

i_г^*_(г) = 1304,5445 кДж/кг и i_г^*₍₀₎ = 297,6203 кДж/кг;

15) При наличии регенерации:

 

Газовая турбина’’.

16) Расход газа (продуктов сгорания) через проточную часть газовой турбины рассчитывают по формуле:

где:

m = 0,5762 (из табл. 1.1 методических указаний) – коэффициент, характеризующий ту долю охлаждающего воздуха, которая не возвращается в проточную часть турбины.

(из табл. 1.1 методических указаний) – удельный расход воздуха на охлаждение элементов турбины;

17) Полное давление газа за турбиной:

где: – коэффициент потерь давления на выходном участке газового тракта (принимаем );

18) Степень расширения газа в турбине:

19) Из уравнения обратимой адиабаты:

где: по Т_г^* = 1200К определяем:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухих продуктов сгорания)

Находим:

20) По значению определяем:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухих продуктов сгорания)

i_4т^*_из = 707,6361 кДж/кг;

21) Удельная работа, развиваемая газовой турбиной, рассчитывается по соотношению:

где: (из табл. 1.1 методических указаний) – коэффициент, учитывающий влияние охлаждения на аэродинамику проточной части турбины;

22) Мощность, развиваемая газовой турбиной:

23) Полная удельная энтальпия газа за турбиной:

24) По находим:

(из таблиц термодинамических π(Т) функций для сухих продуктов сгорания)

Т_4т^* = 728,9365 К;

25) Полезная мощность на валу ГТУ:

26) Массовый расход топлива в ГТУ:

27) Удельный расход топлива, отнесенный к полезной мощности на валу ГТУ:

28) Эффективный КПД ГТУ:

29) Удельная полезная мощность:

 

Результаты расчета цикла ГТУ.

 

№	Наименование величины	Обозначение	Размерность	Степень повышения давления πк
	Удельная полезная мощность					173,99
	Эффективный КПД ГТУ			0,36	0,34	0,29
	Полезная мощность на валу ГТУ		кВт	70,3	67,8	60,9

 

 

Часть