Файл: Методические указания для студентов специальности пт по дисциплине Тепловые двигатели и нагнетатели.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 115
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Вспомогательная таблица б
Величины | Соотношения давлений сжатия | ||||
| 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 0,4985 0,0260 0,0354 28,25 | 0,4985 0,0244 0,0354 28,28 | 0,4985 0,0232 0,0353 28,30 | 0,4985 0,0221 0,0353 28,34 | 0,4985 0,0211 0,0353 28,38 |
Пункт 19, табл. 1. Температура за турбиной (ts) выбирается в первом приближении. При tz= 750-800°С, ts 450 -500°С (грубое приближение независимо от Сz).
Величина С0pm определяется по графику при
и переменном значении рис. 8 приложения.
Пункт 23 табл. 1. Уточненное значение коэффициента избытка воздуха определяется по формуле:
где — температура воздуха за регенератором.
Величины (Cpm.A + Срm,Н2О) и (∆С'р) определяются в зависимости от средней температуры
.
Конечные результаты термодинамического расчета ГТУ—удельная работа сжатия (hiС) и расширения (hiz), удельная эффективная работа ГТУ (hе) и эффективный к. п. д. ГТД ( е) представляются графически (рис. 2) в функции соотношения граничных давлений^ цикла (С=РС/Рa).
При курсовом проектировании рекомендуется полученное оптимальное значение С, соответствующее =max, округлить до ближайшего меньшего целого значения.
Это объясняется тем, что практически ГТУ работают всегда при значениях С, меньших оптимальных расчетных значений.
При дипломном проектировании сохраняются те же принципы выбора С. Однако в ряде случаев возникает необходимость принять величину С, не равную целому числу. Тогда термодинамический расчет дополняется расчетами всех параметров (табл. 1) при выбранном С.
В рассматриваемом примере оптимальное значение соотношений давлений сжатия выбрано равным С =5. Все последующие расчеты ведутся из условия соотношения давлений сжатия в осевом компрессоре С=5.
Рис. 2. Зависимость удельной работы ( ) и коэффициентов полезного действия ( ) от соотношения давления сжатия (С)
V. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА ГТУ
При курсовом проектировании расчет осевого компрессора ГТУ не производится, однако, в связи с необходимостью распределения мощности между компрессорной (ТВД) и силовой (ТНД) турбинами в установках с разрезным валом (или двухвальных ГТУ) необхо
димо выполнить предварительный расчет, мощности осевого компрессора.
При расчетах и проектировании одновальных ГТУ предварительный расчет мощности осевого компрессора не производится.
Таблица 3. Термодинамический расчет газотурбинной установки ГТ-750-6 Невского машиностроительного завода им. В. И. Ленина
№ п/п | Наименование соотношений или характеристик | Расчетное уравнение | Размер-ность | Соотношение давлений сжатия | Примечание | ||||
3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
1 | In С = 2,3026 lg С | — | | 1,099 | 1,386 | 1,609 | 1,792 | 1,946 | AR = 8314 |
2 | Начальное расчетное значение аргумента (показателя) процесса сжатия | | — | 0,313 | 0,395 | 0,459 | 0,511 | 0,555 | =28,65 Срх(Tа)=1,018 кДж/кгК |
3 | Вспомогательная показательная функция | | | 1,174 | 1,226 | 1,269 | 1.305 | 1,337 | Прил. II, табл. 1 |
4 | Удельная адиабатическая работа сжатия | | кДж кг | 107,86 | 142,11 | 170,8 | 195,5 | 217,5 | |
5 | Удельная индикаторная работа сжатия | hic=hc/ηic | кДж кг | 121,2 | 159,7 | 191,9 | 219,7 | 244,4 | ηiс – из задания |
6 | Температура воздуха в конце сжатия (индикаторный процесс) | | °С °К | 134,1 407,3 | 174,9 448,1 | 203.5 476,7 | 230,8 504,0 | 255,2 528,4 | |
7 | Конечное давление сжатия | Pc=cPa | МПа | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | |
8 | Давление на входе в турбину | | ата | 2,894 | 3,912 | 4,932 | 5,951 | 6,971 | По заданию |
9 | Соотношение давлений расширения | Cz = PzIPs , | — | 2,783 | 3,762 | 4,742 | 5,722 | 6,703 | |
10 | In Сz= 2,3026 lg Cz | lgcz lnCz | — ― | 0,4445 1,024 | 0,5754 1,325 | 0,6759 1,556 | 0,7575 1,744 | 0,8263 1,903 | |
11 | Коэффициент избытка воздуха ( ) | — | — | 4.013 | 4.281 | 4.499 | 4.732 | 4.954 | Вспомогательная таблица, а |
12 | Приведенная молекулярная масса продуктов сгорания | | — | 28,25 | 28,28 | 28,30 | 28,34 | 28,38 | Вспомогательная таблица, б |
13 | Молекулярная масса продуктов сгорания | | — | 28,44 | 28,48 | 28,49 | 28.53 | 28,57 | |
14 | Удельный водяной эквивалент продуктов сгорания | | кДж кгоС | 1.206 | 1,203 | 1,202 | 1,197 | 1,193 | Определяется по графику (рис.6) |
15 | Начальное расчетное значение аргумента (показателя) процента расширения | | — | 0,2466 | 0,3196 | 0,3753 | 0,4207 | 0,4590 | |
16 | Вспомогательная показательная функция | | — | 0,8869 | 0,85581 | 0,83194 | 0,81656 | 0,80156 | Прил. II табл. 2 |
17 | Удельная адиабатическая работа расширения | | кДж кг | 269.6 | 336.6 | 384.3 | 422.8 | 452,9 | |
18 | Удельная индикаторная работа расширения | | кДж кг | 229,16 | 286,11 | 326.7 | 359.4 | 384..9 | |
19 | Предварительное значение приведенного эквивалента продуктов сгорания при рас- ширении | | кДж кгоС | 1,172 | 1,171 | 1,168 | 1,163 | 1,160 | (первое приближение) |
20 | Температура продуктов сгорания в конце расширения (индикаторный процесс) | | 0C | 554.5 | 505.7 | 470.3 | 440.9 | 418.9 | |
21 | Температура воздуха после регенератора | | °С | 428.4 | 406.5 | 390.3 | 377..9 | 369.3 | |
22 | Средняя температура в камере сгорания с учетом повышения температуры воздуха в регенераторе | | °С | 589.2 | 578.3 | 570.2 | 563.95 | 559.7 | |
23 | Уточненное значение коэффициента избыт- ка воздуха | | — | 8.241 | 7.981 | 7.593 | 7.319 | 7.127 | |
24 | Удельная индикаторная работа газотурбинно- го двигателя (ГТД) | | кДж кг | 107.96 | 126,41 | 134,8 | 139,7 | 140,5 | |
25 | Эффективная удельная работа расширения | | кДж кг | 224,6 | 280,4 | 320,2 | 352,2 | 377,2 | |
26 | Эффективная удельная работа сжатия | | кДж кг | 123,7 | 163,0 | 195,8 | 224,2 | 249,4 | |
27 | Удельная эффективная работа ГТД | | кДж кг | 100,9 | 117,4 | 124,4 | 128,0 | 127,8 | |
28 | Удельный расход теплоты | | кДж кг | 351,7 | 363,2 | 381,7 | 396,0 | 406,7 | |
29 | Индикаторный к.п.д. ГТД | | — | 0,3069 | 0,348 | 0,353 | 0,3527 | 0,3455 | |
30 | Эффективный к. п.д ГТД | | — | 0,2869 | 0,3232 | 0,3259 | 0,3232 | 0,3142 | |
31 | Эффективный к.п.д. ГТУ | | — | 0,2855 | 0,3216 | 0,3243 | 0,3216 | 0,3126 | |
32 | Секундный расход сухого воздуха | | кг.\сек | 59,76 | 51,36 | 48,47 | 47,11 | 47,18 | |
33 | Часовой расход топлива | | кг\час | 1552 | 1377 | 1366 | 1368 | 1417 | |
Для расчета мощности компрессора двухзальных ГТУ используются данные задания и результаты термодинамического расчета.
Удельная индикаторная работа сжатия воздуха в осевом компрессоре =191,9кДж/кг(термодинамический расчет— п. 5).
Расход сухого воздуха через осевой компрессор МА=48,93 кг/сек (из термодинамического расчета п. 32, без учета утечек воздуха через уплотнения компрессора и расхода воздуха на охлаждение лопаток и дисков турбины).
Расход сухого воздуха через осевой компрессор с учетом утечек и охлаждения турбины
Мас= Мa (1 + 0,01+0,005) = МA* 1,015 =48,47*1,015 = 49,20кг/сек.
Механический к. п. д. осевого компрессора = 0,98. Индикаторная мощность осевого компрессора:
Эффективная мощность осевого компрессора