52. Первый этап теплового расчета двухвальной схемы гту.

1.1 Определение значений коэффициентов m_к для компрессора и m_т для турбины:

; .

На первом этапе расчетов можно принять значения коэффициентов адиабат рабочего тела в компрессоре и в турбине = 1,4 и = 1,33.

1. 1.2. Расчет компрессора

1.2.1. Безразмерная работа сжатия в компрессоре

.

1.2.2. Коэффициент полезного действия компрессора

.

1.2.3. Работа компрессора на 1 кг воздуха

.

1.2.4. Давление воздуха перед компрессором

.

1.2.5. Давление воздуха за компрессором

.

1.2.6. Температура воздуха за компрессором

.

2. 1.3. Расчет камеры сгорания

1.3.1. Определение энтальпии воздуха на выходе из компрессора при Т₂ и при Т₃:

,

.

1.3.2. Определение энтальпии рабочего тела i_34п при Т₃ и α=1.

1.3.3. Теоретический расход воздуха, необходимый для сжигания 1 кг топлива, (1 кг воздуха/ 1 кг топлива) при С^р=85%, Н^р=15%.

.

1.3.4. Коэффициент избытка воздуха

.

1.3.5. Относительный расход воздуха

.

1.3.6. Относительный расход топлива

.

3. 1.4. Расчет турбины

1.4.1. Коэффициент общих потерь

.

1.4.2. Общая степень понижения давления в турбине:

.

1.4.3. Определение КПД турбины

.

1.4.4. На первом этапе принимаем .

1.4.5. С учетом отрицательного охлаждения безразмерная работа расширения в турбине компрессора определяется по формуле

.

1.4.6. Степень понижения давления в турбине высокого давления

.

1.4.7. Степень понижения давления в турбине низкого давления

.

1.4.8. Удельная работа ТВД (с учетом отсутствия охлаждения)

.

1.4.9. Температура газа на выходе из турбины высокого давления при отсутствии охлаждения:

1.4.10. Температура газов на входе в турбину низкого давления принимается .

1.4.11. Безразмерная работа расширения в турбине низкого давления:

.

1.4.12. На первом этапе принимаем .

1.4.13. Температура газов в конце процесса расширения в ТНД:

.

1.4.14. Распределение давлений по турбинам:

;

;

;

.

4. 1.5. Расчет показателей ГТУ

1.5.1. По таблицам определяем удельную теплоемкость газов с_ртс при значении коэффициента и при Т_3н

1.5.2. Расход воздуха через компрессор:

.

1.5.3. По таблицам определяется энтальпия рабочего тела i_3г при значениях и Т₃.

1.5.4. Затраты теплоты топлива, введенного в камеру сгорания:

.

1.6. Внутренний КПД ГТУ:

.

53. Оптимальные значения степени регенерации.

Степенью регенерации называется отношение количества теплоты, действительно переданное 1-му кг воздуха в регенераторе, к количеству теплоты, которое могло бы быть передано, если бы воздух нагревался до температуры газов, выходящих из турбины

- выражение степени регенерации через параметры цикла.

При повышении степени регенерации  оптимальная степень повышения давления _опт уменьшается.

При значениях  < 0,4 влияние регенерации на КПД ГТУ становится неэффективным.

При  > 0,5 c увеличением  экономичность ГТУ возрастает за счет уменьшения топлива в камере сгорания.

Величина степени регенерации  практически определяется площадью поверхностью регенератора

,

где К - коэффициент теплопередачи.

Если  = 0,6…0,8 , то экономия в расходе топлива может достигнуть 25%.

Увеличение  > 0,8 приводит к резкому увеличению площади поверхности регенератора и, как следствие, к увеличению капитальных затрат.

Выбор  _опт является технико-экономической задачей.

КПД приводных ГТУ 70^х ... 80^х годов:

с регенерацией теплоты _Вp = 0,25…0,29;

без регенерации теплоты _В = 0,20…0,23.