Оглавление
Описание схемы комбинированной установки
Расчет цикла теплового двигателя с газовым рабочим телом
2.1 Исходные данные
2.2 Определение параметров p,v и Т в характерных точках
2.3 Определение теплоты и работы в каждом процессе цикла
2.4 Определение изменения энтропии в каждом процессе цикла
2.5 Определение суммарного количества подведенной, отведенной энергии и работы цикла
2.6 Определение термического КПД цикла
2.7 Расчет мощности газового двигателя
Расчет парового цикла подстроечного контура
3.1 Исходные данные
3.2Определение параметров p,v,t,s,i,x в характерных точках
3.3 Определение удельной работы парового цикла
3.4 Определение термического КПД парового цикла
3.5 Определение массового расхода пара в подстроечном контуре
3.6 Определение мощности паровой турбины
Энергетические показатели комбинированной установки
4.1 Определение мощности комбинированной установки
4.2 Определение КПД комбинированной установки
Тепловой расчет конденсатора парового контура
Список использованной литературы
Описание схемы комбинированной установки
Данная комбинированная установка состоит из газотурбинного двигателя с камерой сгорания и паротурбинного контура. [ТФ. КР-2006.06.01]
Обозначения: 1- компрессор, 2-камера сгорания, 3- турбина газовая, 4- парогенератор,
5- турбина паровая, 6- конденсатор, 7- насос питательный, 8-нагрузка.
В компрессоре происходит сжатие рабочего тела. В данном случае это воздух. Дальше воздух подается в камеру сгорания, в которую подается топливо. В камере сгорания имеются клапаны входа и выхода, что позволяет экономить топливо. В результате горения топлива выделяется теплота, из-за чего температура воздуха при Р=const значительно увеличивается. Рост температуры приводит к значительному увеличению объема. Далее газ поступает в газовую турбину и при расширении совершает работу. Часть этой работы идет на вращение компрессора, а часть передается в виде полезной работы нагрузке. Затем газ поступает в парогенератор. В парогенераторе происходит утилизация выпускных газов ГТД для получения пара (В данном случае это вода), используемая в паротурбинной установке, а также на внутренние нужды судна. Часть утилизированной в парогенераторе теплоты идет в атмосферу. После парогенератора, расширяясь, газ совершает работу в паровой турбине, основная часть которой приводит в действие нагрузочный агрегат, а некоторая часть идет на привод питательного насоса. Отработавший пар поступает в конденсатор, где отдает тепло охлаждающей среде и превращается в жидкость. Затем эта жидкость питательным насосом подается в парогенератор.
Расчет цикла теплового двигателя с газовым рабочим телом.
Исходные данные.
Мс=2 кг/c- массовый секундный расход газа;
Р1=0,11 МПа- начальное давление в газовом цикле;
Т1=290 К- начальная температура в газовом цикле;
=1,7- степень повышения давления в процессе подвода теплоты в цикле ГТД;
b=11- степень повышения давления в компрессоре ГТД;
n1=1,33- показатель политропы сжатия в цикле ГТД;
n2=1,38- показатель политропы расширения в цикле ГТД.
Определение параметров p,v и Т в характерных точках.
Точка 1
Р1=0,11 МПа (из начальных данных)
Т1=290К (из начальных данных)
Объем в первой точке газового цикла находится из следующей формулы:
,
где Р1- начальное давление в газовом цикле;
Т1- начальная температура в газовом цикле;
R=287 Дж/(
)- газовая постоянная для воздуха,[2].
Отсюда объем в первой точке газового цикла будет равен:
Точка 2
Определяется давление во второй точке газового цикла, исходя из определения степени повышения давления.
,
где Р1- давление в первой точке газового цикла;
Р2- давление во второй точке газового цикла;
Отсюда давление во второй точке газового цикла будет равно:
МПа
Объем во второй точке газового цикла определяется из следующего соотношения:
Отсюда объем во второй газового цикла точке будет равен:
,
где 
- степень повышения давления;
- показатель политропы сжатия в цикле ГТД.
Температуру во второй точке газового цикла определяется из следующего соотношения:
,
где Т1-температура в первой точке газового цикла;
V1-объем в первой точке газового цикла;
V2-объем во второй точке газового цикла.
Отсюда температура во второй точке будет равна:
К
Точка 3
Так как процесс 2-3 изохорный, то V2=V3.
V3=0.125 /кг.
Давление в третьей точке определяется исходя из определения степени повышения давления:
,
где - степень повышения давления;
P2- давление во второй точке газового цикла;
P3-давление в третьей точке газового цикла.
Отсюда давление в третьей точке газового цикла будет равен:
МПа.
Температуру в третьей точке газового цикла определяется из следующего уравнения:
Отсюда температура в третьей точке газового цикла будет равна:
К
Точка 4
Так как процесс 4-1 изобарный, то Р4=Р1.
Р4=0.11 МПа
Объем в четвертой точке газового цикла находится из следующего соотношения:
,
где Р3- давление в третьей точке газового цикла;
Р4- давление в четвертой точке газового цикла;
V3- объем в третьей точке газового цикла;
V4- объем в четвертой точке газового цикла;
- показатель политропы расширения.
Отсюда объем в четвертой точке газового цикла будет равен:
Температуру в четвертой точке газового цикла определяется по следующей формуле:
Отсюда температура в четвертой точке будет равна:
К.
