Пример расчета трехвальной гту на режим ,
№ п/п |
Величина |
Обозна-чения |
Расчетная формула |
Размер-ность |
Режимы |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
1 |
Степень расширения продуктов сгорания в турбинах |
|
Задаем |
- |
18 |
16,32 |
15 |
14 |
13 |
12 |
2 |
Комплекс |
|
|
- |
1,103 |
1,000 |
0,919 |
0,857 |
0,796 |
0,734 |
3 |
Степень расширения продуктов сгорания в турбине компрессора |
|
|
- |
2,84 |
2,83 |
2,82 |
2,82 |
2,81 |
2,80 |
Продолжение табл.4.7
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
4 |
Удельная работа расширения турбины компрессора высокого давления |
|
|
кДж/кг |
284,0 |
283,4 |
282,8 |
282,3 |
281,6 |
280,8 |
5 |
Температура продуктов сгорания перед турбиной компрессора низкого давления |
|
|
К |
932,7 |
933,2 |
933,7 |
934,2 |
934,7 |
935,5 |
6 |
Степень расширения продуктов сгорания в турбине компрессора низкого давления |
|
|
- |
2,40 |
2,37 |
2,34 |
2,31 |
2,28 |
2,24 |
7 |
Удельная работа расширения турбины компрессора низкого давления |
|
|
кДж/кг |
187,7 |
185,4 |
183,1 |
180,9 |
178,4 |
175,2 |
8 |
Удельная работа, затрачиваемая на сжатие воздуха в цикле |
|
|
кДж/кг |
440,7 |
438,0 |
435,3 |
432,8 |
429,7 |
426,0 |
9 |
Степень повышения давления в цикле |
|
|
- |
18,8 |
17,0 |
15,6 |
14,6 |
13,5 |
12,5 |
10 |
Температура воздуха на входе в компрессор |
|
|
К |
277,9 |
290,0 |
300,8 |
309,9 |
320,0 |
331,1 |
11 |
Температура продуктов сгорания перед свободной силовой турбиной |
|
|
К |
767,4 |
770,0 |
772,5 |
774,9 |
777,7 |
781,2 |
12 |
Степень расширения продуктов сгорания в свободной силовой турбине |
|
|
- |
2,64 |
2,43 |
2,27 |
2,15 |
2,03 |
1,91 |
Продолжение табл.4.7
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
13 |
Удельная работа расширения продуктов сгорания в свободной силовой турбине |
|
|
кДж/кг |
169,3 |
156,9 |
146,4 |
137,9 |
128,9 |
119,4 |
14 |
Удельная эффективная работа ГТУ |
|
|
кДж/кг |
161,8 |
149,9 |
139,8 |
131,7 |
123,1 |
114,1 |
15 |
Температура воздуха за компрессором высокого давления |
|
|
К |
705,8 |
715,3 |
723,5 |
730,1 |
737,2 |
744,7 |
16 |
Количество теплоты, подведенное к продуктам сгорания в КС |
|
|
кДж/кг |
552,0 |
542,0 |
533,3 |
526,3 |
518,8 |
510,9 |
17 |
Эффективный КПД ГТУ |
|
|
- |
0,293 |
0,274 |
0,262 |
0,250 |
0,237 |
0,223 |
18 |
Относительный КПД ГТУ |
|
|
- |
1,07 |
1,0 |
0,96 |
0,92 |
0,87 |
0,82 |
19 |
Относительная удельная эффективная работа ГТУ |
|
|
- |
1,07 |
1,00 |
0,93 |
0,87 |
0,82 |
0,76 |
20 |
Относительная эффективная мощность ГТУ |
|
|
- |
1,19 |
1,00 |
0,85 |
0,75 |
0,65 |
0,56 |
21 |
Удельная работа, затрачиваемая на сжатие воздуха в КНД |
|
|
кДж/кг |
175,8 |
173,6 |
171,4 |
169,4 |
167,0 |
164,1 |
22 |
Степень повышения давления КНД |
|
|
- |
4,66 |
4,36 |
4,12 |
3,93 |
3,74 |
3,54 |
23 |
Степень повышения давления КВД |
|
|
- |
4,02 |
3,90 |
3,79 |
3,71 |
3,62 |
3,53 |
Рис. 4.7 Зависимость определяющих параметров трехвальной ГТУ простого открытого цикла от относительной эффективной мощности
(режим
)
Рис.4.8 Зависимость степени расширения на первую, вторую и третью турбины от общей степени расширения в турбинах ГТУ
Рис. 4.9. Климатические характеристики трехвальной ГТУ
простого открытого цикла
По данным рис. 4.7 - 4.9 и известным характеристикам компрессоров КНД и КВД определяются линии рабочих режимов ГТУ. Отдельно по рис. 4.9 делается вывод о изменении мощности и топливной экономичности ГТУ в зависимости от температуры наружного воздуха.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ИНДЕКСЫ
Условные обозначения
удельная
теплоемкость
расход
теплоперепад
турбины, напор компрессора
энтальпия
показатель
адиабаты
единичная
мощность агрегата, эффективная мощность
давление
степень
регенерации
температура
удельное
количество теплоты
коэффициент
избытка воздуха
коэффициент
гидравлических потерь
степень
расширения
КПД
поправка
на расход.
Индексы
в – воздух
вх – вход
г – газ (продукты сгорания)
к – компрессор
кс – камера сгорания
мех – механический
ох – охлаждения
р – регенератор
т – турбина.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Манушин Э.А., Михальцев В.Е., Чернобровкин А.П. Теория и проектирование газотурбинных и комбинированных установок. – М.: Машиностроение, 1971. – 447 с.
Стационарные газотурбинные установки: Справочное пособие/Под ред. Л.В. Арсеньева и В.Г. Тырышкина. – Л.: Машиностроение, 1989. – 543 с.
Костюк А.Г., Шерстюк А.Н. Газотурбинные установки. – М.: Высшая школа, 1979. – 254 с.
Шнеэ Я.И., Капинос В.М., Котляр И.В. Газовые турбины. Ч.1. – Киев: Высшая школа, 1976. – 296 с.
Котляр И.В. Частичные и переходные режимы работы судовых газотурбинных установок. – Л.: Судостроение, 1969. – 284 с.
Борис Соломонович Ревзин
Алексей Викторович Тарасов
Валентин Менделеевич Марковский
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ СХЕМ ПРИВОДНЫХ
ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК
НА НОМИНАЛЬНЫЙ И ПЕРЕМЕННЫЙ
РЕЖИМЫ РАБОТЫ
Редакторы издательства Л.Ю. Козяйчева
И.В. Коршунова
Компьютерная верстка А.В. Тарасова
ЛР №020315 от 23.12.1996 г.
Подписано в печать 27.11.2001 Формат 6084 1/16
Бумага типографская Офсетная печать Усл.печ.л. 3,55
Уч.-изд. Л. 3,33 Тираж 500 экз. Цена "С"
Издательство ГОУ УГТУ-УПИ
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
Цех №4 ОАО "Полиграфист"
г. Екатеринбург, ул. Тургенева, 20