Указания к расчету параметров цикла ГТУ

Вариант 2. Определение показателей ГТУ простого цикла

Таблица 1

Наименование параметров		Обозна- чение	Размер- ность	Расчетная формула или способ определения	Числен. значение
1.	Расход топлива	GT	кг/ч	Задан
2.	Марка топлива или теплотворность			Задано
3.	Температура газа перед турбиной	t3	oC	Задана
4.	Температура воздуха перед компрессором	t1	oC	Задана
5.	Внутренний КПД турбины	ηT	-	Задан
6.	Внутренний КПД компрессора	ηk	-	Задан
7.	Коэффициент потери напора	ν	-	Задан
8.	Механический КПД турбины	ηмT	-	Задан
9.	Механический КПД компрессора	ηмk	-	Задан
10.	КПД камеры сгорания	ηkс	-	Задан
11.	Степень повышения температуры	τ	-
12.	Оптимальная по КПД степень повышения давления	εη	-	по формуле (1)
13.	Действительная тем-пература воздуха в конце его сжатия	T2	К
14.	Действительная работа, затраченная на сжатие 1кг воздуха	Lк		по формуле (2)
15.	Коэффициент избытка воздуха в камере сгорания	α	-	по формуле (3)
16.	Степень расширения газа в турбине	δ	-

 

Продолжение таблицы 1

Наименование параметров		Обозна- чение	Размер- ность	Расчетная формула или способ определения	Числен. значение
17.	Действительная температура газа в конце его расширения	T4	K
18.	Действительная работа 1кг газа в турбине	LТ
19.	Внутренний КПД ГТУ	ηі	-
20.	Эффективный КПД ГТУ	ηе	-	ηе = ηі ηмT ηмk ηkс
21.	Отношение мощностей турбины и компрессора	λ	-	λ = τ ηT ηk ε-m
22.	Удельный расход топлива	be
23.	Расход газа на турбину	Gr	кг/с
24.	Эффективная мощность ГТУ	Ne	кВт	Ne=Gr cpг (t3 - t4) ηе

 

Характеристика жидких топлив

Таблица 2

Марка топлива	Элементарный состав, %						Тепло-творность МДж/кг
	С Р	Н Р	О Р	S Р	A Р	W Р
Мазут 40:
малосернистый	86	10,67	0,69	0,65	0,15	2	39,8
сернистый	84,6	10,6	0,69	10,96	0,15	2	39,4
высокосернистый	83,3	10,49	0,69	3,4	0,15	2	39,2
Мазут флотский:
Ф-12	85,5	12,07	0,49	0,79	0,15	1	40,9
Ф-5	84,4	12,26	0,3	1,98	0,1	1	40,9
Топливо моторное	85,1	12,5	0,49	0,39	0,05	1,5	41,4
Топливо дизельное	86,3	13,3	0,1	0,3	0,01	0	42,7

 

Указания к расчету параметров цикла ГТУ

 

1. Оптимальная по КПД степень повышения давления определяется из формулы (1)

(1)

где: ; к=1,4 – показатель адиабаты для воздуха.

2. Действительная работа, затраченная на сжатие 1кг воздуха

            (2)

где: R_В = 0,2871 кДж/(кг·К) – газовая постоянная для воздуха;

=1,01…1,02 – отношение весовых расходов воздуха и газа.

3. Коэффициент избытка воздуха

     (3)

Средняя теплоемкость продуктов сгорания определяется по формуле

          (4)

Здесь необходимо вначале задаться в первом приближении значением коэффициента избытка воздуха α = (4…6), вычислить  и по формуле (4) уточнить значение α. При необходимости расчет повторяют во втором приближении, принимая значение α, которое получено из формулы (4).

Отклонение между принятым и полученным значением α не должно превышать ± 5%.

Средняя теплоемкость воздуха определяется по формуле

- определяется по данным таблицы (2) в зависимости от заданного сорта топлива,

 - теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания 1кг топлива, кг/кг.

= 0,115 (С^Р +0,375 S^P) + 0,345 H^P - 0,0431 O^P,

Значения С^Р, S^P, H^P и  O^P определяются по таблице 2.

4. Значение  показателя  определяется по формуле

 где ;

- газовая постоянная продуктов сгорания = 0,2776 ÷0,2845 кДж/кг в зависимости от коэффициента избытка воздуха α;

- теплоемкость газа С_рг = 0,9102+  + 0,1187 .

Определение С_рг и Т₄ производится методом последовательных приближений. Для первого приближения можно принять С_рг = 1,13кДж/кг.

 

5. Теплоемкость воздуха в интервале температур от 273К до Т ₂ определяется по формуле

 

 

 

 

Вариант 2.  Расчет параметров цикла ГТУ

Таблица 4

Наименование величин		Обоз-начение	Размер-ность	№ заданий
				00	01	02	03	04	05	06	07	08
1.	Часовой расход топлива	GT	кг/ч	300	400	500	600	700	800	900	1000	1200
2.	Теплота сгорания топлива			38000	38200	38400	38600	38800	39000	39200	39400	39600
3.	Температура газов перед турбиной	t3	oC	650	670	690	710	730	750	770	790	810
4.	Начальная температура воздуха	t1	oC	10	12	14	16	18	20	22	24	26
5.	Относительный внутренний КПД турбины		-	0.83	0,832	0,834	0,836	0,838	0,840	0,842	0,844	0,846
6.	Адиабатный КПД компрессора		-	0.840	0,842	0,844	0,846	0,848	0,850	0,852	0,854	0,856
7.	Коэффициент потери напора в газоходах	v	-	1.030	1,032	1,034	1,036	1,038	1,040	1,042	1,044	1,046
8.	Механический КПД турбины		-	0.978	0,980	0,982	0,984	0,986	0,988	0,990	0,992	0,994
9.	Механический КПД компрессора		-	0.980	0,982	0,984	0,986	0,988	0,990	0,992	0,994	0,996
10.	КПД камеры сгорания		-	0.930	0,932	0,934	0,936	0,938	0,940	0,942	0,944	0,946

 

 

Продолжение таблицы 4

Наименование величин		Обоз-наче-ние	Раз-мер-ность	№ заданий
				09	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1.	Часовой расход топлива	GT	кг/ч	1200	1300	1500	1700	1900	2100	2300	2500	2700	2900
2.	Теплота сгорания топлива			39600	38100	38300	38500	38700	38900	39100	39300	39500	39700
3.	Температура газов перед турбиной	t3	oC	910	900	890	880	870	860	850	840	830	820
4.	Начальная температура воздуха	t1	oC	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13
5.	Относительный внутренний КПД турбины		-	0.884	0,882	0,880	0,878	0,876	0,874	0,872	0,870	0,868	0,866
6.	Адиабатный КПД компрессора		-	0.872	0,874	0,876	0,878	0,880	0,882	0,884	0,886	0,888	0,890
7.	Коэффициент потери напора в газоходах	v	-	1.038	1,040	1,042	1,044	1,046	1,048	1,050	1,052	1,054	1,056
8.	Механический КПД турбины		-	0.980	0,982	0,984	0,986	0,988	0,990	0,992	0,994	0,996	0,998
9.	Механический КПД компрессора		-	0.976	0,978	0,980	0,982	0,984	0,986	0,988	0,990	0,992	0,994
10.	КПД камеры сгорания		-	0.932	0,934	0,936	0,938	0,940	0,942	0,944	0,946	0,948	0,950