Файл: Жаров Г.Г. Судовые высокотемпературные газотурбинные установки.pdf

турбина, камера сгорания, редуктор и др.). Для каждого из этих узлов строится корреляционная модель по известным статистическим данным построенных машин в зависимости от параметров узла. На основании этого получается построечная стоимость отдельного уже существующего узла в зависимости от его параметров:

ственно, заменить материалы турбины и ввести систему охлаждения, то, естественно, ее стоимость возрастет. Поэтому для оценки стои­ мости узла мы должны ввести специальные коэффициенты, отража­ ющие относительное увеличение стоимости нового узла по сравнению со старым за счет улучшения материалов и внедрения системы охла­ ждения. Тогда стоимость постройки перспективной машины можно представить как

Однако если сравнивать машины равной мощности, то, учитывая, что при повышении начальной температуры газа их габариты умень­ шаются, а следовательно, уменьшается и количество материала, иду­ щего на машину, стоимость ВГТУ может и не повышаться при при­ менении систем охлаждения и новых материалов, а может оказаться даже и ниже. Особенно это относится к машинам с воздушными системами охлаждения, где диски, несущие на себе полые лопатки, могут изготовляться с меньшей толщиной полотна, а сами лопатки требуют менее дорогостоящего материала. К тому же следует отме­ тить, что для обеспечения нормального охлаждения целесообразно применять менее легированные и более дешевые материалы. При жидкостных системах охлаждения указанные преимущества, повидимому, будут несколько меньшими.

Построечная стоимость машин еще не является определяющей в суммарной стоимости постройки и эксплуатации. Стоимость экс­ плуатации энергетической установки судна уже за 1—2 года при напряженном плавании уравнивается со стоимостью постройки. Поэтому определяющей в общей стоимости является стоимость экс­ плуатации за определенный период, которую можно представить зависимостью

на содержание команды для ВГТУ такие же, как и для ГТУ. Стои­ мость же израсходованного топлива за определенный срок для ВГТУ значительно меньше, чем для ГТУ. А поскольку стоимость израсхо­ дованного топлива является определяющей в стоимости эксплуата­ ции и в общей стоимости проектирования, постройки и эксплуатации, то ВГТУ имеют значительные преимущества перед ГТУ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изложенные в книге материалы дают основа­ ния полагать, что уже нет существенных проблем в создании судовой ГТУ с начальной температурой газа до 1373 К и с воздушной си­ стемой охлаждения. Такая установка может иметь к. п. д. 35—36%, удельную массу (без редуктора) в пределах 0,15—1 кг/л. с. и ресурс до 10 ООО ч. Освоение температур газа выше 1373 К, по-видимому, будет возможно при создании более жаропрочных материалов либо более эффективных систем охлаждения. Хотя оба эти направления являются равноценными, разработка систем охлаждения для турбин идет быстрее, чем создание новых жаропрочных материалов. Поэтому главным направлением в создании ВГТУ на ближайшее время сле­ дует считать освоение и отработку турбин с воздушными системами охлаждения, как наиболее простыми и сравнительно дешевыми. Жид­ костные системы, обеспечивающие более высокую экономичность ГТУ, но более сложные по своей конструкции, смогут найти приме­ нение после освоения воздушных систем.

Особое внимание при отработке ВГТУ с воздушными открытыми системами охлаждения необходимо обращать на надежность их работы при эксплуатации в морских условиях. Повысить надежность ра­ боты ВГТУ можно либо путем установки специальных очистителей от солей морской воды, либо созданием закрытых систем охлаждения. Конструкции лопаток с закрытой системой дают хорошие резуль­ таты по эффективности охлаждения и обеспечивают высокую надеж­ ность работы систем охлаждения (без засорения). Однако в этом случае требуется более тщательная оценка гидравлических потерь в трак­ тах охлаждения.

Приведенные в книге зависимости по расчету теплообмена, тем­ пературных полей и напряжений в охлаждаемых узлах дают воз­ можность оценить состояние охлаждаемой детали турбины и сделать заключение о ее работоспособности и ресурсе. Материалы, изложен­ ные в книге, могут быть использованы при проектировании и оценке основных показателей ВГТУ в проектных и научно-исследователь­ ских организациях.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ФУНКЦИИ БЕССЕЛЯ ПЕРВОГО РОДА НУЛЕВОГО И ПЕРВОГО ПОРЯДКОВ

Jo М 11 Ji м

Приложение 2

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СУХОГО ВОЗДУХА (5 = 760 мм рт. ст.)