Уточненный тепловой расчет ГТУ

Предварительный расчет тепловой схемы основывался на задании средних теплотехнических характеристик причем они задавались ориентировочно, а следовательно и неточно. Задачей уточненного теплового расчета является уточнение таких характеристик как изобарная теплоемкость С_Р и показатель адиабаты k. Эти величины напрямую влияют на напор компрессора и теплоперепад газовой турбины. Соответственно при уточнении теплотехнических характеристик будут меняться и термодинамические

параметры цикла, такие как давление Р и температура Т. Все эти величины оказывают влияние на газодинамический расчет газотурбинной установки.

Уточнение теплофизических характеристик рабочих тел турбомашин, воздуха для компрессора и продуктов сгорания для турбин, производим по средней температуре в начале и конце процесса.

1. Удельная работа сжатия воздуха в компрессоре:

,

где 1,01 кДж/(кг×К), 288 К, 0,86, 1,40.

кДж/кг

2. Температура воздуха за компрессором:

,

К

3. Средняя температура процесса сжатия воздуха в компрессоре:

К,

или 221,65 .

4. Уточняем теплофизические свойства воздуха по средней температуре процесса сжатия (прил. 1, 2) (уточненным величинам присваиваем индекс):

1,028 кДж/(кг×К); 1,387; 0,279

5. Уточненное значение удельной работы сжатия компрессора:

кДж/кг.

.

6. Уточненное значение температуры воздуха за компрессором:

К

7. Уточненное значение средней температуры процесса сжатия воздуха в компрессоре:

К.

Ввиду малости изменения значения средней температуры процесса сжатия воздуха в компрессоре дальнейшего уточнения теплофизических параметров воздуха не требуется.

8. Определяем коэффициент избытка воздуха продуктов сгорания по формуле:

9. Степень расширения продуктов сгорания в турбинах ГТУ:

,

.

10. Удельная работа расширения турбины компрессора:

,

кДж/кг.

11.Температура продуктов сгорания за турбиной компрессора:

,

где 1,13 кДж/(кг×К).

К.

12. Средняя температура процесса расширения продуктов сгорания в турбине компрессора:

К,

или 920,88 .

13. Уточняем теплофизические свойства продуктов сгорания при средней температуре процесса расширения и коэффициенте избытка воздуха :

1,24 кДж/(кг×К); 1,302.

14. Уточняем температуру продуктов сгорания за турбиной компрессора и среднюю температуру процесса расширения в турбине компрессора:

К,

К.

Поскольку изменение средней температуры продуктов сгорания составляет 2,8 К, то дальнейшего уточнения значений теплоемкости и показателя адиабаты не требуется.

15. Степень расширения продуктов сгорания в турбине компрессора:

,

.

16. Степень расширения продуктов сгорания в силовой турбине:

17. Определяем теплофизические свойства продуктов сгорания при начальной температуре продуктов сгорания в силовой турбине (изменением величины вследствие подмешивания в проточную часть охлаждающего воздуха пренебрегаем):

1,13 кДж/(кг×К); 1,33;

18. Определяем работу расширения силовой турбины:

,

кДж/кг

19. Вычисляем температуру продуктов сгорания за силовой турбиной:

,

К

20. Определяем среднюю температуру процесса расширения продуктов сгорания в силовой турбине:

; К,

или 627,49

21. Определяем теплофизические свойства продуктов сгорания при средней температуре процесса расширения в силовой турбине:

1,178 кДж/(кг×К); 1,321;

22. Уточняем значение работы расширения силовой турбины:

кДж/кг.

23. Уточняем значение температуры продуктов сгорания за силовой турбиной:

К.

24. Уточняем значение средней температуры процесса расширения продуктов сгорания в силовой турбине:

К.

Дальнейшего уточнения теплофизических параметров при расширении продуктов сгорания в силовой турбине не требуется.

25. Удельная полезная работу ГТУ:

= 315,61 0,97 0,98=300,019 кДж/кг.

26. Количество теплоты воздуха, поступающего в камеру сгорания:

= 1,028 687,12 (1-0,08-0,01)=642,79 кДж/кг.

27. Теплофизические свойства продуктов сгорания при процессе подвода теплоты в камере сгорания:

1,257 кДж/(кг×К).

28. Количество теплоты, подведенное в камере сгорания:

785,98 кДж/кг.

29. Эффективный КПД газотурбинной установки:

30. Расход воздуха в цикле, обеспечивающий номинальную мощность:

кг/с.

31. Расходы рабочего тела для турбин ГТУ:

G_т1 = G_вn₁= 106,66 0,93=99,19 кг/с,

G_т2 = G_вn₂= 106,66 0,97=103,46 кг/с

По полученным расходам рабочего тела на турбины и компрессор и адиабатным теплоперепадам осуществляют проектирование или моделирование компрессора и расчет проточной части турбин.

Дата добавления: 2015-07-15