Предварительный тепловой расчет. Основной задачей предварительного расчёта является определение оптимального

Основной задачей предварительного расчёта является определение оптимального отношения давлений в цикле, обеспечивающего максимальную экономичность для базовой ГТУ.

Исходные данные для расчета:

- эффективная мощность N_e = 10,5 МВт;

- верхняя температура цикла T_Г = 1133 К;

- температура атмосферного воздуха T_В = 288 К;

- давление атмосферного воздуха Р_В =101300 Па;

- коэффициент потерь по тракту x_ТР = 0,09;

- КПД камеры сгорания h_КС = 0,995;

- изоэнтропийный КПД компрессора h_К = 0,86;

- изоэнтропийный КПД турбины высокого давления h_ТВД = 0,88;

- изоэнтропийный КПД турбины низкого давления h_ТНД = 0,88;

- механический КПД h_М = 0,985;

- показатель адиабаты компрессора k_К = 1,396;

- показатель адиабаты турбины k_Т = 1,334;

- условный коэффициент расхода через турбину высокого давления

n₁ = 0,955;

- условный коэффициент расхода через турбину низкого давления

n₂ = 1;

- теплоемкость продуктов сгорания перед турбиной высокого давления

С_РТ1 = 1,15 кДж/(кг× К);

- теплоемкость продуктов сгорания перед турбиной низкого давления

С_РТ2 = 1,123 кДж/(кг× К);

- теплоемкость продуктов сгорания в камере сгорания C_РКС = 1,1 кДж/(кг× К);

- теплоемкость при сжатии в компрессоре C_РК = 1,01 кДж/(кг× К);

- теплоемкость воздуха С_РВ = 1,05 кДж/(кг× К);

- коэффициент расхода утечек воздуха q_УТ = 0,01;

- коэффициент расхода охлаждающего воздуха q_ОХЛ = 0,045

Расчеты проводятся по методике, изложенной в [1], результаты расчета сведены в таблицу 2.

Предварительный расчет тепловой схемы ГТУ

Таблица 2.

№ п/п	Величина	Обозна чение	Расчетная формула	Размерность	Варианты
	Степень повышения давления в компрессоре		Задаем	-	4,2	4,4	4,6	4,8		5,2	5,4	5,6	5,8
	Комплекс работы сжатия компрессора			-	0,50	0,52	0,54	0,56	0,58	0,60	0,61	0,63	0,65
	Удельная работа сжатия компрессора			кДж/кг	170,22	176,98	183,52	189,87	196,02	202,01	207,83	213,49	219,02
	Температура воздуха за компрессором			К	456,20	462,88	469,35	475,61	481,70	487,61	493,36	498,96	504,42
	Суммарная степень расширения в турбинах			-	3,82	4,00	4,19	4,37	4,55	4,73	4,91	5,10	5,28
	Удельная работа расширения ТВД			кДж/кг	180,95	188,14	195,10	201,84	208,39	214,75	220,93	226,96	232,83
	Температура продуктов сгорания за ТВД	ТТ1		К	976,32	970,09	964,07	958,23	952,56	947,06	941,70	936,48	931,40

Окончание таблицы 2.

	Степень расширения продуктов сгорания в ТВД			-	1,98	2,04	2,11	2,17	2,23	2,29	2,35	2,41	2,47
	Степень расширения продуктов сгорания в свободной силовой турбине			-	1,93	1,96	1,99	2,02	2,04	2,07	2,09	2,11	2,13
	Удельная работа расширения силовой турбины			кДж/кг	149,23	151,74	153,96	155,91	157,62	159,12	160,43	161,57	162,54
	Удельная эффективная работа			кДж/кг	146,99	149,47	151,65	153,57	155,26	156,74	158,02	159,14	160,11
	Температура продуктов сгорания за силовой турбиной			К	845,39	836,96	828,99	821,44	814,27	807,45	800,95	794,73	788,79
	Нагрев воздуха в регенераторе			К	272,43	261,86	251,75	242,08	232,80	223,89	215,31	207,04	199,06
	Температура воздуха за регенератором			К	728,63	724,74	721,10	717,70	714,50	711,50	708,67	706,00	703,48
	Количество теплоты воздуха, поступающего в камеру сгорания			кДж/кг	722,99	719,12	715,51	712,13	708,96	705,98	703,18	700,53	698,03
	Количество теплоты, подведенное к продуктам сгорания в КС			кДж/кг	473,21	477,08	480,69	484,06	487,23	490,21	493,02	495,67	498,17
	Эффективный КПД			-	0,31	0,31	0,31	0,32	0,32	0,32	0,32	0,32	0,32

По результатам предварительного расчета тепловой схемы строим зависимости Н_е= f (p_К) и h_е= f (p_К), и на их основании выбираем оптимальную степень повышения давления в компрессоре (рис 1).

Рис. 1. Графики зависимости Н_е= f (p_К) и h_е= f (p_К).

Принимаем p_К = 4,4.

Дата добавления: 2015-07-15