Уточненный расчет тепловой схемы на номинальном режиме

Произведем уточненный расчет тепловой схемы для двухвальной ГТУ открытого регенеративного цикла т Т_г = 1250К. Номинальное значение степени повышения давления в компрессоре =9

Уточненный расчет подразумевает учет зависимости теплофизических параметров рабочих тел (воздуха и продуктов сгорания) – показателя адиабаты и теплоемкости от температуры и коэффициента избытка воздуха.

Адиабатный КПД осевого компрессора =0, 860.

Показатель адиабаты процесса сжатия воздуха в осевом компрессоре определяем как среднеарифметическое для входа и для выхода воздуха в компрессор, при этом коэффициент избытка воздуха

Показатель адиабаты воздуха на входе в ОК

Показатель адиабаты воздуха на выходе из ОК

Средний показатель адиабаты воздуха в ОК

Средняя теплоемкость воздуха в компрессоре

Комплекс работы сжатия воздуха в ОК

_ОК =

Удельная работа сжатия в ОК

Температура воздуха за ОК

Коэффициент избытка воздуха

Показатель адиабаты процесса расширения продуктов сгорания в турбинах определяем как среднеарифметическое для входа и для выхода воздуха в компрессор, при этом коэффициент избытка воздуха

Показатель адиабаты продуктов сгорания на входе в ТВД

Показатель адиабаты продуктов сгорания на выходе в ТВД

Средний показатель адиабаты воздуха для ТВД

Теплоемкость продуктов сгорания в ТВД

Суммарная степень расширения в турбинах

Удельная работа расширения ТВД

Степень расширения продуктов сгорания в ТВД

Температура продуктов сгорания за ТВД

Показатель адиабаты продуктов сгорания на входе в ТНД

Показатель адиабаты продуктов сгорания на выходе в ТНД

Средний показатель адиабаты воздуха для ТНД

Теплоемкость продуктов сгорания в ТНД

Степень расширения

Удельная работа расширения продуктов сгорания в ТНД

Удельная эффективная работа

Температура продуктов сгорания за ТНД

Подогрев воздуха в регенераторе

Температура воздуха за регенератором

Средний показатель адиабаты для камеры сгорания

Теплоемкость продуктов сгорания в камере сгорания

Количество теплоты воздуха, поступившего в камеру сгорания

Количество теплоты, подведенное воздуху в камере сгорания

Эффективный КПД цикла

Расход воздуха в цикле

Расход рабочего тела в ТВД

Расход рабочего тела в ТНД

Заключение

В курсовой работе выполнен тепловой расчет двух схем ГТУ: двухвальной ГТУ открытого цикла с регенерацией теплоты уходящих газов и двухвальной ГТУ открытого простого цикла. Каждая схема рассчитана для двух заданных значений температуры продуктов сгорания перед турбиной. По результатам теплового расчета для различных схем ГТУ можно сделать следующие выводы:

1. При повышении температуры продуктов сгорания перед турбиной возрастают и максимальные значения эффективного КПД и удельной эффективной работы Не, при этом значения степени повышения давления в компрессоре, соответствующее максимальным КПД и эффективной работе, смещаются в сторону увеличения. Кроме того, при заданном значении эффективной мощности ГТУ Nе повышение температуры перед турбиной ведет к снижению расхода воздуха Gв, а значит и габаритов ГТУ (справедливо при неизменной частоте вращения валов ГТУ).

2. Для достижения максимальных значений эффективного КПД и эффективной работы Не в схеме ГТУ с регенерацией теплоты уходящих газов требуются меньшие значения степени повышения давления в компрессоре, чем в схеме ГТУ простого цикла.

3. При одинаковых значениях температуры продуктов сгорания перед турбиной схема ГТУ с регенерацией теплоты уходящих газов позволяет получить более высокий КПД, чем схема ГТУ простого цикла.

По результатам теплового расчета для каждой схемы определены оптимальные значения степени повышения давления в компрессоре, обеспечивающие высокие значения удельной эффективной работы и эффективного КПД.

Для одного из выбранных расчетных режимов выполнен уточненный расчет тепловой схемы с использованием уточненных теплофизических характеристик (удельная изобарная теплоемкость, коэффициент адиабаты) рабочего тела турбомашин.

Список литературы

1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ СХЕМ ПРИВОДНЫХ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК.НА НОМИНАЛЬНЫЙ И ПЕРЕМЕННЫЙ РЕЖИМЫ РАБОТЫ: Учебное пособие /В.М. Марковский, А.М. Неволин. Екатеринбург: ГОУ УГТУ-У1Ш, 2014. 26 с.