1) Калориметрическую

2. теоретическую

3. действительную температуру сгорания

Калориметрической называют температуру, до которой нагрелись бы продукты полного сгорания, если бы вся теплота топлива и воздуха пошла на нагревание газов.

Для этого случая тепловой баланс камеры сгорания:

Q^p_H + h_T + h_В = V_пс  Cp¹ _пс  t_k ,

h_T - энтальпия топлива,

h_В - энтальпия воздуха.

t_k = (Q^p_H + h_T + h_В) / (V_пс  Cp¹ _пс) - калориметрическая температура сгорания.

При расчетах калориметрической температуры воздуха ее находят методом последовательного приближения, т.к. входящая в формулу удельная объемная теплоемкость является функцией температуры.

Калориметрическая температура может быть определена с помощью h-t – диаграммы продуктов сгорания.

Теоретической называют температуру, до которой нагрелись бы продукты сгорания, если на их нагрев пошла бы вся теплота за вычетом физической (q_физ) и химической (q_хим) неполноты сгорания топлива и диссоциации продуктов сгорания.

Для этого случая тепловой баланс камеры сгорания:

,

где коэффициент тепловыделения равен

,

- потери теплоты от физической неполноты сгорания, %; - потери теплоты от химической неполноты сгорания, %.

- теоретическая температура сгорания.

Действительная температура – температура, учитывающая все потери теплоты (на физическую и химическую неполноту и потери в окружающую среду).

Значение действительной температуры может быть определено путем сложных вычислений с учетом теплопередачи.

1.12. h – t - диаграмма продуктов сгорания

При проектировании и эксплуатации теплоиспользующих установок приходится выполнять множество расчетов, связанных с процессом горения топлива в зависимости от коэффициента избытка

28 Теплота сгорания топлива.

Теплота сгорания топлива (теплотворная способность)

Является важнейшей характеристикой топлива. Она определяет тепловую ценность топлива.

Теплота сгорания топлива - количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании 1 кг твердого или жидкого топлива или 1 м³ газообразного топлива.

Различают: высшую и низшую теплоту сгорания.

Так как в топливе содержится водород, то в продуктах сгорания будут присутствовать водяные пары.

Если продукты сгорания охладить и сконденсировать водяные пары, то выделившуюся при этом теплоту можно полезно использовать.

Высшей теплотой сгорания называется теплота, выделившаяся при полном сгорании топлива, включая теплоту конденсации паров воды, имеющейся в топливе и образующейся в процессе горения (окисления).

Низшая теплота сгорания не учитывает теплоты конденсации водяных паров.

Теплота сгорания может быть вычислена по формуле Д.И.Менделеева:

- для твердого и жидкого топлива (% по массе, [кДж/кг])

Q^P_H = 339,5 C^P +1256 H^P - 25,8 (9 H^P + W^P) - 109 ( O^P - S^P_Л);

- для газообразного топлива (% по объему, [кДж/м³] )

Q^P_H = 127 CO + 108 H₂ + 358 CH₄ +234 H₂S +590 C₂H₄ + 638 C₂H₆ +…

+ 913 C₃H₈ + 1187 C₄H₁₀ +1465 C₅H₁₂ …

Для сравнения тепловой ценности различных топлив используют понятие условного топлива, под которым принимают топливо с теплотой сгорания 7000 ккал/кг = 29350 кДж/кг.

29 Изобразите процесс сжатия атмосферного воздуха в компрессоре на P-V диаграмме.

Они открываются разностью давлений.1 Всасывающий клапан открывается, когда давление в цилиндре ниже атмосферного, а2 нагнетательный открывается, когда давление в цилиндре выше давления в резервуаре.

На схема цилиндра и теоретический рабочий процесс компрессора, где 1–2 – политропное сжатие воздуха; 2–3 – вытеснение воздуха в резервуар, через открывшийся в точке 2 нагнетательный клапан. Закрывается клапан в точке 3; 3–4 – политропное расширение сжатого воздуха, оставшегося во вредном пространстве; 4–1 – всасывание атмосферного воздуха, через открывшийся в точке 4 всасывающий клапан.Закрывается клапан в точке 1; V0 – объем вредного пространства;  Vh – рабочий объем цилиндра; VВС – объем  всасываемого  воздуха;   V0/Vh =   – относительная величина вредного пространства; VВС/Vh =   – объемный КПД компрессора; р2/р1 =   – степень повышения давления. Процесс расширения воздуха, оставшегося в объеме вредного пространства, уменьшает объем всасываемого воздуха и объемный КПД компрессора  .

30 Особенности конструкции и основные типы камер сгорания ГТУ. Камера сгорания состоит из корпуса, жаровой трубы, горелки, завихрителя и смесительных окон. Воздух после компрессора или регенератора поступает в камеру сгорания, где разделяется на два потока. Меньшая его часть (первичный воздух) непосредственно поступает в жаровую трубу через завихритель с радиально расположенными лопатками, обеспечивающими его закрутку, и служит для сжигания топлива, поступившего в жаровую трубу через газовые горелки. Задача завихрителей, которые представляют собой плохо обтекаемые тела, - образовать устойчивую зону обратных токов для обеспечения воспламенения вновь поступающих порций топливного газа в камеру сгорания.

Большая часть воздуха (вторичный воздух) проходит между корпусом и жаровой трубой, охлаждая их. Часть воздуха через щели и отверстия поступает внутрь жаровой трубы, охлаждает ее внутренние стенки и дополнительно турбулизирует поток продуктов сгорания. 

31 Определить теплоперепад в турбине: α=5,2 tг=600 °С, t4=350 °С.

32 Термодинамический цикл ГТУ с подводом теплоты при постоянном давлении.

При рассмотрении термодинамического цикла оперируют со следующими понятиями и определениями:

- степень повышения давления в адиабатическом процессе сжатия;

- степень сжатия;

- степень повышения температуры в цикле.

В координатах р-v (T-s) термодинамический цикл ГТУ при постоянном давлении имеет следующий вид (рис.3.4):

1 - 2 - адиабатный (изоэнтропический) процесс сжатия в компрессоре;

2 - 3 - изобарный подвод теплоты в камере сгорания;

3 - 4 - адиабатный (изоэнтропический) процесс расширения в турбине;

4 - 1 - условный замыкающий процесс (изобарный отвод теплоты в окружающую среду).

В идеальной ГТУ, выполненной по простой тепловой схеме, принимается с_р=const ; k=const; p₃ /p₄ =p₂/p₁=.

Термический КПД

;

;

Классификация ГТУ.