ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.10.2024
Просмотров: 16
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Рисунок 1.1
По построенному графику определяют оптимальную степень повышения давления в компрессоре
соответствующую максимальному значению КПД на расчетном режиме работы ГТУ. Данное значение степени повышения давления принимается ε = 7 для дальнейших расчетов газотурбинной установки.2. Расчет тепловой схемы ГТУ с регенерацией
При расчете тепловой схемы ГТУ в качестве топлива принимаем стандартный углеводород (С = 85%, Н = 15%), имеющий следующие характеристики:
теплота сгорания Кт = 36000 кДж / кг;
минимальное необходимое количество воздуха для полного сжигания одного килограмма газа L0 = 15 кг / кг.
Расчет выполняется в следующем порядке:
1. Определяются параметры процесса сжатия воздуха в компрессоре.
Рассчитывается температура за компрессором:
= 979,26 К =706,26 °С (2.1)Определяются энтальпии воздуха в начале и конце процесса сжатия:
=258,17 кДж/кг (2.2)
=15 кДж/кг (2.3)где
,
и 
- энтальпии воздуха соответственно при температуре 
, 
и стандартной температуре 
, принятой за начало отчета энтальпий в расчете. Энтальпии определяются по таблице ….(приложение)Вычисляется средняя теплоемкость воздуха в процессе сжатия:
=1,002 кг/м
(2.4)Уточняется значение mв:
=0,286 (2.5)
температуру за компрессором и значение энтальпии hb по формулам 2.1. и 2.2 соответственно.
=530,58 К =257,58 С
=210,58 кДж/кг
=1,002Определяются параметры воздуха после регенератора
=858,12 К=585,12 °С (2.6)где температура газов за турбиной определяется по формуле
=842,66 К = 569,66 °С (2.7)Находится энтальпия воздуха за регенератором
=511,22 кДж/кг (2.8)Определяется коэффициент избытка воздуха α
=4,68 (2.9)где
=1630,38 кДж/кг (2.10)
=1141,57 кДж/кг (2.11)Находится энтальпия газа перед турбиной:
=1520,47 кДж/кг (2.12)Определяются параметры газа за турбиной
=850,13 кДж/кг (2.13)где
=896,59 кДж/кг (2.14)
=689,93 кДж/кг (2.15)Вычисляется средняя теплоемкость газа в процессе расширения
=1,222 кДж/кг
К (2.16)Определяется объемная доля воздуха в продуктах сгорания
=0,927;
=0,77 (2.17)где
,
- молекулярные массы воздуха и чистых продуктов сгорания (см. таблицу ….(приложение))Молекулярная масса продуктов сгорания находится по формуле
=28,97
0,77+28,66 (1-0,77)=28,90 (2.18)Определяется газовая постоянная продуктов сгорания
=0,288; (2.19)где R = 8,314 кДж/кг - универсальная газовая постоянная.
Уточненное значение mг рассчитывается по формуле
=0,235 (2.20)Температура газов за турбиной уточняется по формуле 2.7.
По уточненному значению температуры определяются значения энтальпий воздуха, продуктов сгорания и газовой смеси после турбины по формулам 2.14, 2.15 и 2.13 соответственно.
=842,66 кДж/кг = 569,66 С
=568,35 кДж/кг
=568,35 кДж/кг
= 1520,47 кДж/кгРабота расширения одного килограмма газа в турбине определяется по формуле
=1520,47-957,46=670,35 кДж/кг (2.21)Вычисляется работа, затрачиваемая на сжатие одного килограмма воздуха в компрессоре:
=243,17 кДж/кг (2.22)Работа ГТУ на валу агрегата находится по формуле
=415,99 кДж/кг, (2.23)где
=0,991 (2.24)Определяется расход газа через турбину
=5,2*10-5 кг/с (2.25)
Рассчитывается расход воздуха, подаваемого компрессором
=5,18 кг/с (2.26)где αу = 0,005-0,02 - коэффициент, характеризующий дополнительные расходы воздуха на утечки через уплотнения компрессора и турбины.
Расход топлива находится по формуле
=7,31 кг/с (2.27)Определяется мощность газовой турбины:
=48265 кВт (2.28)Вычисляется мощность, потребляемая компрессором
=125,92 кВт (2.29)Коэффициент полезной работы рассчитывается по формуле
=0,997 (2.30)Определяется коэффициент полезного действия ГТУ (электрический КПД ГТУ)
=0,798 (2.31)3. Расчет турбины
Поскольку ГТУ проектируется для привода электрогенератора, частота вращения ротора установки принимается равной 50 с -1. Конечное давление по параметрам торможения
принимают равным 105 Па.Теплоперепад турбины по параметрам торможения
= 848,15 кДж/кг (3.1)Значения скоростей во входном и выходном патрубках, перед первой и за последней ступенью, а также КПД входного и выходного патрубка принимают исходя из рекомендуемых значений, приведенных в таблице 3.1.
Давление торможения перед турбиной
=5,94 10
Па (3.2)Плотность газа перед турбиной по параметрам торможения определяется по следующей формуле:
=1,09 кг/м
(3.3)Таблица 3.1.
Параметры при расчете турбины
| Параметр | Рекомендуемое значение |
| Скорость во входном патрубке, ωс | 30 м/с |
| Скорость перед первой ступенью, с0 | 70 м/с |
| Скорость в выходном патрубке, ωd | 50 м/с |
| Скорость за последней ступенью, сz | 120 м/с |
| КПД входного патрубка, ηвх | 0,9 |
| КПД выходного патрубка, ηвых | 0,6 |
| Окружной скорость на диаметре корневых сечений, uк | 177 м/с |
 Отношение скоростей | 0,455 |
| Угол выхода лопаток соплового аппарата ступени в корневом сечении α1к | 14 |
| Степень реактивности θк | 0,03 |