Читайте также:
|
|
Для ГТУ, работающей со сгоранием топлива при постоянном давлении, определить расход топлива или расход воздуха при следующих исходных данных: эффективная мощность установки , температура всасываемого в компрессор воздуха , степень повышения давления в компрессоре , температура газа на выходе из камеры сгорания , внутренний КПД компрессора , относительный внутренний КПД турбины , КПД камеры сгорания , механический КПД установки , низшая теплота сгорания топлива , показатель адиабаты , удельная теплоемкость .
В диаграмме схематично изобразить циклы идеальной и реальной ГТУ со сгоранием при .
10 МВт | 1 · 107 Вт | |
300 К | ||
7,6 | ||
920 К | ||
0,85 | ||
4,2 · 107 Дж/кг | ||
1,41 | ||
Дано:
Решение
Внутренний КПД ГТУ определяется по формуле:
ηi = [τ(1 – 1/εm) η0i – (εm – 1)/ ηк]/[τ – 1 – (εm – 1)/ ηк] =
= [3,07(1 – 1/6,80,29) · 0,87 – (6,80,29 – 1)/0,85]/[3,07 – 1 – (6,80,29 – 1)/0,85] = = 0,221,
где τ = Т1/Т3 = 920/300 = 3,07 – степень повышения температуры в цикле;
степень повышения давления в компрессоре;
внутренний КПД компрессора;
КПД камеры сгорания.
Эффективный КПД ГТУ:
где механический КПД установки.
Удельная внутренняя полезная работа:
Li = cpT1[(1 – 1/ εm) η0i – (εm – 1)/ (ηк · τ)] = 1000 · 920 · [(1 – 1/6,80,29) · 0,87 – (6,80,29 – 1)/(0,85 · 3,07)] = 79195 Дж/кг.
Удельная эффективная работа:
Lе = Li · ηму = 79195 · 0,88 = 69692 Дж/кг.
Рисунок 3. Термодинамический и действительный циклы ГТУ при постоянном давлении.
Воздух с температурой Т4 от давления (атмосферное давление) сжимается по адиабате в компрессоре до давления (линия 3 – 4). В камере сгорания в процессе сгорания топлива температура повышается от Т1 до Т4 (температура рабочих газов перед турбиной) при (линия 4 – 1).
В турбине за счет адиабатического расширения газа происходит понижение давления и температуры, что на диаграммах изображается линиями 1 – 2. Линии 4 – 1 представляют условие замыкания циклов, т. е. отвод тепла за секунду с отработавшими газами в атмосферу. Количество тепла, подведенное в камеру сгорания за секунду, равно (линии 2 – 3).
Действительный цикл ГТУ протекает с потерями давлений: на всасе, в компрессор, воздуховодах, камере сгорания, регенераторе, выпускной части турбины и внутренними потерями в турбине и компрессоре.
Действительный цикл ГТУ с учетом потерь давления и внутренних потерь в диаграмме показан на рис. 3.б. Линия 3 – 4’ указывает на потерю давления на всасе в компрессор .
Процесс сжатия воздуха в компрессоре происходит по линии 1’ – 2’. От точки 1’ до 4’ осуществляется подогрев воздуха за счет подвода топлива в камеру сгорания. В камере сгорания и воздуховоде от компрессора до КС давление смеси воздуха с продуктами сгорания понижается от до р1.
Процесс расширения газа в турбине с учетом внутренних потерь протекает по линии 1’ – 2’. Линия 4’ – 1’ представляет условное замыкание цикла.
Расход воздуха:
Gв = Ne/Le = 1 · 107/69692 = 143,49 кг/с.
Расход топлива:
B = Ne/(Qнр · ηе) = 1 · 107/(4,2 · 107· 0,19) = 1,253 кг/с.
Ответ: расход топлива В = 1,253 кг/с, расход воздуха Gв = 143,49 кг/с.
Дата добавления: 2015-07-14; просмотров: 50 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Задача № 1 | | | Задача 3 |