2.4 Контрольні задачі

Задача 11

Для газотурбінної установки, в якої паливо згоряє при Р=const, відомі початкові параметри повітря перед компресором, Р₁ і t₁ температура повітря за компресором t_2g, температура газів перед соплами турбіни t₃ , внутрішні відносні ККД турбіни і компресора , механічний ККД ГТУ _м і продуктивність компресора .

Визначити параметри усіх точок дійсного циклу, дійсні потужності двигуна, а також питомі витрати тепла і палива з теплотою згоряння 47,2 МДж/кг для реальної й ідеальної установок.

Визначити температуру газу після турбіни і температуру повітря після регенератора, якщо ввести регенерацію зі ступенем . Обчислити також поверхню регенератора, беручи коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінки ₁, від стінки до повітря ₂, стінка радіатора латунна завтовшки =1,5мм.

Визначити вплив регенерації на внутрішній коефіцієнт потужності ГТУ, питомі витрати тепла і палива для дійсного циклу.

Визначити ексергетичний ККД регенеративного теплообмінника.

Визначити також переріз вихлопного патрубка турбіни із умови, щоб число Маха на виході не перевищувало значення М0,2 , і переріз вхідних сопел турбіни, якщо ступінь розширення газів в них дорівнює _р, а швидкісний коефіцієнт сопла .

40

Числові дані взяти з табл. 11.

Розглянутий цикл зобразити на р, V - і T, s –діаграмах.

Таблиця 11

Пара- метр	Варіант (остання цифра залікової книжки)
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
P1, кПа	85	90	93	87	98	82	80	96	83	90
t1, оС	27	17	7	-13	37	22	12	17	32	27
t2д, оС	248	6243	205	186	285	272	258	250	265	310
t3, оС	780	810	830	750	840	880	930	860	970	1000
,%	88	87	86	85	88	87	88	87	88	87
,%	86	85	85	84	86	86	87	86	85	85
м,%	94	93	93	92	95	94	95	93	96	92
1 Вт/ (м2К)	120	140	110	150	130	160	125	135	170	135
2 Вт/ (м2К)	80	90	75	85	95	105	60	70	120	110
, кг/с	60	50	72	45	68	82	106	90	78	120
	0,70	0,80	0,60	0,70	0,65	0,60	0,55	0,65	0,70	0,80
	0,95	0,93	0,97	0,92	0,94	0,97	0,93	0,98	0,95	0,94
р	2,1	2,5	3,0	1,8	2,4	2,7	2,9	2,6	3,2	2,8

Задача 12

Газотурбінна установка працює за циклом з ізобарним підведенням тепла при початкових параметрах повітря Р₁ і t₁. Ще відомі такі характеристики циклу: тиск в камері згоряння Р₂, кількість підведеної теплоти q₁ і продуктивність компресора . Визначити параметри робочого тіла (повітря) у всіх точках циклу, термічний ККД і теоретичну потужність ГТУ.

Визначити внутрішній і ефективний коефіцієнти потужності ГТУ, параметри точок дійсного циклу і ефективну потужність установки, якщо додатково відомі такі дані: , , _м. Порівняти питомі витрати умовного палива 29,3 МДж/кг для реальної й ідеальної установок.

41

Визначити температуру газів після турбіни і температуру повітря після регенератора, якщо ввести регенерацію зі ступенем . Обчислити також поверхню регенератора, беручи коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінки ₁, від стінки до повітря ₂, стінка радіатора латунна завтовшки =1,5мм.

Визначити вплив регенерації на внутрішній коефіцієнт потужності, питомі витрати тепла і палива з теплотою згоряння 47,2 МДж/кг для реальної ГТУ.

Визначити ексергетичний ККД регенеративного теплообмінника.

Визначити також переріз вихлопного патрубка турбіни із умови, щоб число Маха на виході не перевищувало значення М0,2 , і переріз вхідних сопел турбіни, якщо ступінь розширення газів в них дорівнює _р, а швидкісний коефіцієнт сопла .

Числові дані взяти з табл. 12.

Розглянутий цикл зобразити на р, V -і T, s –діаграмах.

Таблиця 12

Пара- метр	Варіант (остання цифра залікової книжки)
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
P1, кПа	82	91	88	95	78	83	97	93	84	80
t1, оС	17	35	27	23	32	38	12	29	23	30
Р2, кПа	490	620	650	720	650	710	750	780	730	690
q1, кДж/кг	560	610	640	670	720	690	580	750	105	790
,%	87	88	89	87,5	87	86,5	85,5	88	86,5	87
,%	85	85	87	86	85	85	84	87	85,5	86
м,%	93	92	94	93,5	92,5	91	94,5	95	93	91
1 Вт/(м2К)	110	140	120	150	130	145	115	135	160	128
2 Вт/(м2К)	60	70	50	80	55	82	65	90	85	83
, кг/с	45	52	80	96	105	140	120	180	150	90
	0,80	0,70	0,8	0,75	0,85	0,78	0,65	0,70	0,90	0,60
	0,92	0,95	0,91	0,96	0,94	0,93	0,925	0,97	0,95	0,94
р	2,5	3,2	2,2	3,5	1,9	2,4	3,1	2,2	3,0	2,1

42

Задача 13

Відомі такі дані для ГТУ із згорянням палива при Р=const: початкові параметри повітря Р₁ і t₁, кількість підведеного тепла q₁ і температура газів на виході з турбіни t₄ в ідеальній установці.

Визначити параметри робочого тіла (повітря) у всіх точках ідеального циклу, термічний ККД, питомі витрати тепла і палива ( 47,2 МДж/кг) і теоретичну потужність, якщо продуктивність турбокомпресора дорівнює , кг/с.

Визначити внутрішній і ефективний коефіцієнти потужності ГТУ, параметри точок дійсного циклу і ефективну потужність установки, якщо додатково відомі такі дані: , , _м. Порівняти питомі витрати палива для реальної й ідеальної установок.

Визначити температуру газів після турбіни і температуру повітря після регенератора, якщо ввести регенерацію із ступенем . Обчислити також поверхню регенератора, беручи коефіцієнт тепловіддачі з боку газів ₁, з боку повітря ₂, якщо стінка регенератора із нержавіючої сталі завтовшки =1,4мм.

Визначити вплив регенерації на внутрішній коефіцієнт потужності, питомі витрати тепла і палива з теплотою згоряння для реальної ГТУ.

Визначити ексергетичний ККД регенеративного теплообмінника.

Визначити також переріз вихлопного патрубка турбіни із умови, щоб число Маха на виході не перевищувало значення М=0,2, і переріз вхідних сопел турбіни, якщо ступінь розширення газів в них дорівнює _р, а швидкісний коефіцієнт сопла .

Числові дані взяти з табл. 13.

Розглянутий цикл зобразити на р, V- і T, s –діаграмах.

43

Таблиця 13

Пара- метр	Варіант (остання цифра залікової книжки)
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
P1, кПа	76	82	93	85	81	92	80	95	89	79
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
t1, оС	30	23	15	28	22	10	21	27	19	25
q1, кДж/кг	610	680	720	650	560	620	750	105	530	760
t4, оС	396	424	438	413	343	365	445	435	347	454
,%	85	86	84	83	85,5	86	87	84	86	87
,%	83	85	83	81	84	84,5	85	82	84	85
м,%	92	93	92,5	91	91,5	93	95	92	93	94
1 Вт/(м2К)	120	140	160	130	108	151	138	125	137	115
2 Вт/(м2К)	65	80	92	75	71	95	86	80	74	58
, кг/с	85	63	72	51	96	107	130	96	145	170
	0,65	0,70	0,75	0,80	0,60	0,80	0,70	0,75	0,80	0,65
	0,93	0,95	0,94	0,96	0,97	0,98	0,92	0,93	0,955	0,965
р	3,1	2,5	2,3	2,8	3,0	2,4	2,9	3,2	2,7	3,0

Задача 14

Для ідеального циклу газотурбінної установки з ізобарним підведенням тепла без регенерації визначити параметри робочого тіла (повітря) в перехідних точках, термічний ККД, питому роботу і потужність ідеальної установки, питому витрату тепла і палива 48,3 МДж/кг, якщо дано: початкові параметри повітря перед компресором Р₁ і t₁, кількість відведеного тепла q₂, температура газів на вході в турбіну t₃, продуктивність турбокомпресора дорівнює , кг/с.

Визначити внутрішній і ефективний ККД ГТУ, потужність реальної установки, питомі витрати палива, якщо додатково відомі такі дані: , , _м.

44

Визначити температуру повітря після регенератора, якщо ввести регенерацію із ступенем  і визначити вплив регенерації на внутрішній ККД ГТУ, питомі витрати тепла і палива на одиницю ефективної роботи і порівняти результати дійсного циклу без регенерації. Обчислити також поверхню регенератора, беручи коефіцієнт тепловіддачі з боку газів ₁, з боку повітря – ₂, якщо стінка регенератора із нержавіючої сталі завтовшки =1,3мм.

Визначити ексергетичний ККД регенеративного теплообмінника.

Визначити також переріз вихлопного патрубка турбіни із умови, щоб число Маха на виході не перевищувало значення М=0,2, і переріз вхідних сопел турбіни, якщо ступінь розширення газів в них дорівнює _р, а швидкісний коефіцієнт сопла .

Числові дані взяти з табл. 14.

Розглянутий цикл зобразити на р, V – і T, s –діаграмах.

Таблиця 14

Пара- метр	Варіант (остання цифра залікової книжки)
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
P1, кПа	83	95	78	85	89	93	87	75	80	91
t1, оС	35	27	13	21	25	19	31	37	16	29
q2, кДж/кг	375	390	360	410	420	435	460	440	520	515
t3, оС	920	960	890	940	980	1020	1050	1080	1100	1150
,%	86	88	87	86,5	88	87,5	86,3	85,5	86	84,5
,%	83	85	85	84,5	86,5	86	85,2	84,5	85	84
м,%	93	94	92	91	93,5	94,5	93	92,5	93	91,5
1 Вт/(м2К)	125	140	152	137	163	131	147	121	118	158
2 Вт/(м2К)	78	83	96	85	76	64	93	81	79	88
, кг/с	85	98	72	64	110	120	105	78	80	58
	0,6	0,7	0,55	0,65	0,72	0,58	0,80	0,75	0,68	0,78
	0,92	0,94	0,95	0,93	0,91	0,90	0,95	0,935	0,925	0,96
р	2,7	2,3	3,0	2,8	2,4	2,9	3,1	2,5	2,1	3,2

45

Задача 15

Початкові параметри повітря, яке надходить до компресора

ГТУ з підведенням тепла при Р=const, дорівнюють Р₁ і t₁. Ступінь підвищення тиску в компресорі має значення  при масовій продуктивності , кількість відведеного тепла в ідеальному циклі становить q₂.

Визначити параметри усіх точок ідеального циклу газотурбінної установки (тобто такого циклу, в якому процеси стиснення і розширення ізоентропні), термічний ККД ГТУ, теоретичні потужності турбіни компресора і корисну потужність двигуна, а також питомі витрати тепла і палива 48,3 МДж/кг.

Визначити параметри усіх точок дійсного циклу (тобто з урахуванням необоротності процесів розширення і стиснення в турбіні і компресорі), взявши внутрішні відносні ККД турбіни і компресора відповідно , , внутрішній ККД ГТУ, дійсні внутрішні потужності турбіни і компресора, ефективний ККД і ефективну потужність двигуна, якщо механічний ККД ГТУ _м.

Визначити температуру повітря після регенератора, якщо ввести регенерацію із ступенем  і визначити вплив регенерації на внутрішній ККД ГТУ, питомі витрати палива і порівняти результати дійсного циклу без регенерації. Обчислити також поверхню регенератора, якщо коефіцієнт тепловіддачі з боку газів ₁, з боку повітря ₂, а стінка регенератора із нержавіючої сталі завтовшки =1,6мм.

Визначити ексергетичний ККД регенеративного теплообмінника.

Визначити також переріз вихлопного патрубка турбіни із умови, щоб число Маха на виході не перевищувало значення М0,2, і переріз вхідних сопел турбіни, якщо ступінь розширення газів в них дорівнює _р, а швидкісний коефіцієнт сопла .

Числові дані взяти з табл. 15.

Розглянутий цикл зобразити на р, V - і T, s –діаграмах.

46

Таблиця 15

Пара- метр	Варіант (остання цифра залікової книжки)
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
P1, кПа	92	83	78	86	90	95	85	80	75	91
t1, оС	27	15	32	40	22	30	12	5	19	24
q2, кДж/кг	370	380	435	440	390	360	335	390	360	450
	6,1	7,4	5,8	6,3	7,1	6,8	7,5	8,0	7,8	7,2
,%	86,5	87	85	88	85,5	84	82,5	82	83,5	88
,%	85,5	86	84	86	85	82,5	81	80,5	82,5	86,5
м,%	92,5	93	92	93,5	94	91,5	90,5	91	91,5	95
1 Вт/(м2К)	141	128	163	150	137	145	121	149	172	161
2 Вт/(м2К)	87	81	79	96	91	85	70	102	110	121
, кг/с	75	84	93	106	62	54	42	37	58	120
	0,65	0,75	0,70	0,58	0,50	0,80	0,68	0,73	0,62	0,82
	0,92	0,93	0,925	0,95	0,94	0,91	0,90	0,89	0,915	0,96
р	2,8	2,3	2,5	3,1	2,9	3,2	2,2	2,7	3,3	2,0

Задача 16

Для ідеального циклу газотурбінної установки з ізохорним підведенням тепла без регенерації визначити параметри робочого тіла (повітря) в перехідних точках, питому роботу і потужність ідеальної ГТУ, а також годинну витрату палива 47,2 МДж/кг, якщо відомі такі дані: початкові параметри повітря перед компресором ГТУ Р₁ і t₁, тиск робочого тіла перед соплами газової турбіни Р₃ і термічний ККД ідеального циклу ГТУ _t при масовій продуктивності компресора .

Визначити внутрішній і ефективний ККД ГТУ, потужність реальної установки, питомі витрати тепла і палива і порівняти їх з результатами для ідеальної установки, якщо додатково відомі відносні внутрішні ККД турбіни і компресора і та механічний ККД установки _м.

47

Визначити температуру повітря після регенератора, якщо ввести регенерацію зі ступенем регенерації  , і визначити вплив регенерації на внутрішній ККД ГТУ, питомі витрати тепла і палива на одиницю ефективної роботи і порівняти результати дійсного циклу без регенерації. Обчислити також поверхню регенератора, беручи коефіцієнт тепловіддачі з боку газів ₁, з боку повітря ₂, якщо стінка регенератора із нержавіючої сталі завтовшки =1,5мм.

Визначити ексергетичний ККД регенеративного теплообмінника.

Визначити також переріз вихлопного патрубка турбіни із умови, щоб число Маха на виході не перевищувало значення М=0,2, і переріз вхідних сопел турбіни, якщо ступінь розширення газів в них дорівнює _р, а швидкісний коефіцієнт сопла .

Числові дані взяти з табл. 16.

Розглянутий цикл зобразити на р, V - і T, s –діаграмах.

Таблиця 16

Пара- метр	Варіант (остання цифра залікової книжки)
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
P1, кПа	90	83	95	87	92	98	78	85	73	90
t1, оС	27	35	18	17	23	30	12	32	25	20
P3, бар	14,5	13,7	14,2	13,3	11,6	10,5	10,8	13,8	12,9	10,9
t, %	49,5	49,2	48,2	49,3	46,2	44,2	47,3	49,0	50,5	45,1
,%	84,5	85	84	85,5	85	83,5	82,5	87	87,5	86,5
,%	83	83,5	82,5	83	83,5	82,5	82,0	85	86,5	85
м,%	92	93	90	93	935	925	915	94	95	945
1 Вт/(м2К)	163	142	127	135	141	172	183	168	148	153
2 Вт/(м2К)	97	81	80	76	95	105	112	122	96	71
, кг/с	45	68	29	74	87	53	21	105	120	61
	0,70	0,60	0,55	0,62	0,78	0,50	0,60	0,80	0,65	0,70
	0,89	0,90	0,88	0,91	0,92	0,91	0,88	0,93	0,95	0,935
р	2,7	3,2	2,5	2,1	2,9	3,1	2,7	3,0	2,3	3,3

48

Задача 17

Визначити параметри робочого тіла в перехідних точках ідеального циклу газотурбінної установки з ізохорним підведенням тепла, а також термічний ККД, корисну потужність двигуна та годинну витрату палива 44,8 МДж/кг, якщо відомі початкові тиск Р₁ і температура t₁ повітря на вході в компресор, кількість підведеного тепла в циклі q₁ і ступінь підвищення тиску при цьому =Р₃/Р₂. Робоче тіло має властивості повітря (R=287 Дж/(кгК), k=1,4), його масова витрата в двигуні .

Визначити внутрішній і ефективний ККД ГТУ, потужність реальної установки, питомі витрати тепла і палива і порівняти їх з результатами для ідеальної установки, якщо додатково відомі відносні внутрішні ККД турбіни і компресора і та механічний ККД установки _м.

Визначити температуру повітря після регенератора, якщо ввести регенерацію зі ступенем регенерації  , і визначити вплив регенерації на внутрішній ККД ГТУ, питомі витрати тепла і палива на одиницю ефективної роботи і порівняти результати дійсного циклу без регенерації. Обчислити також поверхню регенератора, беручи коефіцієнт тепловіддачі з боку газів ₁, з боку повітря ₂, якщо стінка регенератора із нержавіючої сталі завтовшки =1,6мм.

Визначити ексергетичний ККД регенеративного теплообмінника.

Визначити також переріз вихлопного патрубка турбіни із умови, щоб число Маха на виході не перевищувало значення М=0,2, і переріз вхідних сопел турбіни, якщо ступінь розширення газів в них дорівнює _р, а швидкісний коефіцієнт сопла .

Числові дані взяти з табл. 17.

Розглянутий цикл зобразити на р, V - і T, s –діаграмах.

49

Таблиця 17

Пара- метр	Варіант (остання цифра залікової книжки)
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
P1, кПа	87	93	78	97	84	99	82	90	95	88
t1, оС	33	25	17	12	7	15	28	43	40	31
=Р3/Р2	2,3	2,5	2,7	3,0	2,8	3,1	2,6	2,9	2,7	3,0
q1, кДж/кг	490	560	600	665	580	685	540	650	580	630
,%	84	85	84,5	85	84	83,5	85	86	85	84
,%	83	84	83	82,5	83	82	83,5	84,5	83	82
м,%	90	92	91	93	92,5	93	94	95	89	91
1 Вт/(м2К)	158	132	143	165	174	158	182	150	162	185
2 Вт/(м2К)	79	87	95	121	115	129	131	94	130	127
, кг/с	12,5	34	27	56	18	24	39	43	16	29
	0,70	0,62	0,55	0,72	0,68	0,57	0,75	0,80	0,63	0,72
	0,89	0,92	0,91	0,95	0,90	0,92	0,94	0,95	0,935	0,945
р	2,4	3,1	2,8	3,3	2,5	2,9	3,2	2,6	2,2	3,5

Задача 18

Початкові параметри повітря, яке надходить до компресора ГТУ, дорівнюють Р₁ і t₁, причому компресор має ступінь стиску і всмоктує , кг/с, повітря. Для ідеального циклу газотурбінної установки з ізохорним підведенням тепла без регенерації визначити параметри робочого тіла (повітря) в перехідних точках, термічний ККД, теоретичну потужність двигуна і годинну витрату палива 43,9 МДж/кг, якщо відома кількість відведеного тепла в циклі q₂.

Визначити внутрішній і ефективний ККД ГТУ, потужність реальної установки, питомі витрати тепла і палива і порівняти їх з результатами для ідеальної установки, якщо додатково відомі відносні внутрішні ККД турбіни і компресора і та механічний ККД установки _м.

50

Визначити температуру повітря після регенератора і його ексергетичний ККД, якщо ввести регенерацію зі ступенем регенерації  , і визначити вплив регенерації на внутрішній ККД ГТУ, питомі витрати тепла і палива на одиницю ефективної роботи і порівняти результати дійсного циклу без регенерації. Обчислити також поверхню регенератора, беручи коефіцієнт тепловіддачі з боку газів ₁, з боку повітря ₂, якщо стінка регенератора із нержавіючої сталі завтовшки =1,35мм.

Визначити також переріз вихлопного патрубка турбіни із умови М0,2 і переріз вхідних сопел турбіни, якщо ступінь розширення газів в них дорівнює _р, а швидкісний коефіцієнт сопла .

Числові дані взяти з табл. 18.

Розглянутий цикл зобразити на р, V - і T, s –діаграмах.

Таблиця 18

Пара- метр	Варіант (остання цифра залікової книжки)
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
P1, кПа	94	82	76	87	98	100	84	96	80	89
t1, оС	37	18	29	32	24	15	7	12	19	27
	2,95	2,80	2,60	2,45	2,65	2,85	2,55	2,45	2,70	2,50
q2, кДж/кг	370	300	280	250	325	200	320	355	345	390
,%	82,5	84	82	85	84,5	83,5	86	88	82	83
,%	81,5	83	81,5	84	83,5	82,5	85	86	81,5	80,5
м,%	92	93	90	89	96	94	93,5	95	88	89
1 Вт/(м2К)	152	148	127	164	138	159	171	164	149	123
2 Вт/(м2К)	105	87	93	99	85	95	110	115	121	76
, кг/с	45	64	27	32	89	53	41	90	12	23
	0,63	0,72	0,58	0,70	0,55	0,65	0,60	0,80	0,68	0,54
	0,94	0,95	0,92	0,93	0,96	0,94	0,93	0,96	0,88	0,90
р	3,1	2,8	2,4	2,2	2,7	2,9	3,0	3,3	2,5	2,1

51

Задача 19

Ідеальна газотурбінна установка працює за циклом з ізохорним підведенням тепла без регенерації з початковими параметрами повітря Р₁ і t₁, кількість підведеного тепла в циклі q₁, температура газів за турбіною t₄, масова продуктивність компресора , кг/с. Визначити параметри перехідних точок циклу без регенерації, термічний ККД, корисну потужність ГТУ і годинну витрату палива ( 43,9 МДж/кг), а також основні характеристики ГТУ при введенні часткової регенерації  і порівняти їх.

Визначити внутрішній і ефективний ККД ГТУ, ефективну потужність реальної установки, питомі витрати тепла і палива, якщо додатково відомі відносні внутрішні ККД турбіни і компресора і та механічний ККД установки _м.

Визначити температуру повітря після регенератора і його ексергетичний ККД, якщо ввести регенерацію зі ступенем регенерації  , і визначити вплив регенерації на внутрішній ККД ГТУ, питомі витрати тепла і палива на одиницю ефективної роботи і порівняти результати дійсного циклу без регенерації. Обчислити також поверхню регенератора, беручи коефіцієнт тепловіддачі з боку газів ₁, з боку повітря ₂, якщо стінка регенератора із нержавіючої сталі завтовшки =1,45мм.

Визначити також переріз вихлопного патрубка турбіни із умови М0,2 і переріз вхідних сопел турбіни, якщо ступінь розширення газів в них дорівнює _р, а швидкісний коефіцієнт сопла .

Числові дані взяти з табл. 19.

Розглянутий цикл зобразити на р, V -і T, s –діаграмах.

Таблиця 19

Пара- метр	Варіант (остання цифра залікової книжки)
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
P1, кПа	94	89	98	79	85	92	99	87	83	80
t1, оС	27	16	35	21	32	25	40	31	7	19
t4, оС	304	315	385	390	365	410	415	440	400	445

52

Продовження табл. 19

1	2
q1, кДж/кг	460	510	620	640	580	685	660	750	700	745
,%	82	82,5	83	81,5	83	84,5	85	85,5	86	85
,%	81,5	82	82,5	80,5	82	83,5	84	84,5	85	84
м,%	92	90	93	91,5	92,5	94	95	94,5	95	93,5
1 Вт/(м2К)	128	143	160	137	158	132	148	121	172	150
2 Вт/(м2К)	71	85	93	75	101	86	94	82	99	87
, кг/с	38	24	45	19	35	56	72	64	95	41
	0,63	0,74	0,68	0,79	0,65	0,59	0,80	0,72	0,67	0,71
	0,92	0,91	0,92	0,90	0,92	0,93	0,95	0,94	0,96	0,93
р	2,5	2,8	2,3	2,1	2,4	2,9	3,2	2,8	2,5	2,2

Задача 20

До компресора ГТУ надходить повітря з початковими параметрами Р₁ і t₁ в кількості , м³/год, за умов всмоктування, причому компресор має ступінь підвищення тиску =Р₂/Р₁. Для ідеального циклу ГТУ з ізохорним підведенням тепла без регенерації визначити параметри робочого тіла (повітря) в перехідних точках, термічний ККД і годинну витрату палива ( 43,9 МДж/кг), якщо відома кількість відведеного тепла q₂, кДж/кг.

Визначити внутрішній і ефективний ККД ГТУ, ефективну потужність реальної установки, питомі витрати тепла і палива, якщо додатково відомі відносні внутрішні ККД турбіни і компресора і та механічний ККД установки _м.

Визначити температуру повітря після регенератора і ексергетичний ККД теплообмінника, якщо ввести регенерацію зі ступенем регенерації  , і визначити вплив регенерації на внутрішній ККД ГТУ, питомі витрати тепла і палива на одиницю ефективної роботи і порівняти результати дійсного циклу без

53

регенерації. Обчислити також поверхню регенератора, беручи коефіцієнт тепловіддачі з боку газів ₁, з боку повітря ₂, якщо стінка регенератора із нержавіючої сталі завтовшки =1,45мм.

Визначити також переріз вихлопного патрубка турбіни із умови М0,2 і переріз вхідних сопел турбіни, якщо ступінь розширення газів в них дорівнює _р, а швидкісний коефіцієнт сопла .

Числові дані взяти з табл. 20.

Розглянутий цикл зобразити на р, V - і T, s –діаграмах.

Таблиця 20

Пара- метр	Варіант (остання цифра залікової книжки)
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
P1, кПа	83	79	88	94	99	101	96	90	85	81
t1, оС	27	35	12	21	30	37	25	10	7	20
	3,7	3,5	3,2	3,4	4,1	3,9	3,6	3,3	3,0	2,7
q2, кДж/кг	375	415	370	410	360	320	430	440	450	495
,%	86	86,5	86	85,5	83	87,5	82	84,5	83,5	83
,%	85	85,5	85	84	82,5	86,5	80	83	82,5	81
м,%	91	92	93	94	92,5	95	91	92,5	90,5	92
1 Вт/(м2К)	142	125	160	129	137	115	152	183	148	132
2 Вт/(м2К)	86	78	93	89	98	75	106	121	110	93
, м3/год	28	45	82	64	35	90	12	56	30	24
	0,72	0,80	0,70	0,65	0,55	0,75	0,68	0,60	0,67	0,70
	0,91	0,94	0,95	0,94	0,91	0,96	0,90	0,925	0,945	0,932
р	2,7	2,3	3б1	2,2	2,7	3,2	2,0	2,4	2,8	3,3

54