
- •1. Вибір турбонагнітача
- •1.1 Опис системи наддуву двигуна
- •1.2 Визначення основних параметрів компресора агрегату наддуву
- •1.3 Обгрунтування вибору турбонагнітача (фірми, типу, серії)
- •2. Термогазодинамічний розрахунок турбіни.
- •2.1 Визначення параметрів газу перед турбіною.
- •2.2 Визначення термогазодинамічних параметрів газу уздовж проточної частини турбінного ступеня.
- •2.3 Розрахунок втрат, ккд та потужність турбіни.
- •3. Розрахунок і конструювання елементів проточної частини турбіни.
- •3.1 Визначення висоти соплових та робочих лопаток. Виконання ескізу проточної частини турбіни.
- •3.2 Перевірка на міцність робочих лопаток
- •Cписок використаних літературних джерел
2. Термогазодинамічний розрахунок турбіни.
2.1 Визначення параметрів газу перед турбіною.
Параметри газу перед турбіною визначаємо за формулами поданими у таблиці 2.1.
Таблиця 2.1 Розрахункові формули для визначення параметрів газу перед турбіною
Величина |
Спосіб визначення |
1. Робоче тіло |
Вихідні дані |
2. Тип дизеля |
Вихідні дані |
3. Ефективна потужністю двигуна, , кВт |
Вихідні дані |
4. Питомі витрати палива, , кг/(кВт*г) |
Вихідні дані |
5.
Температура загальмованого потоку
газу перед турбіною,
|
Вихідні дані |
6.
Ступінь підвищення тиску у компресорі,
|
Вихідні дані |
7.
Тиск навколишнього повітря,
|
Вихідні дані |
8.
Показник адіабати для повіря,
|
Вихідні дані |
9.
Газова стала повітря,
|
Вихідні дані |
10.
Температура навколишнього повітря,
|
Вихідні дані |
11.
Адіабатична робота стискування
повітря в компресорі,
|
|
12.
Теоретично необхідна кількість
повітря для згоряння 1 кг палива,
|
Для палива середнього складу береться 14,3 кг/кг |
13. Коефіцієнт надлишку повітря при згорянні полива у циліндрі, |
Приймається 1,7…2,5 |
14.
Коефіцієнт
продувки,
|
Приймається – 1,2…1,8 |
15.
ККД відцентрованого компресора,
|
Приймається 0,72…0,84 |
16.
Витрати повітря через компресор,
|
|
17. Потужність компресора, Nk |
|
Продовження таблиці 2.1
18. Густина повітря, |
Приймається 1,28 |
19. Об’ємні витрати повітря через компресор, GV |
|
20. Типорозмір компрессора, Tip |
Вихідні дані |
21. Діаметр колеса компресора, Dk |
Вихідні дані |
22. Витрати газу через турбіну, G, кг/с |
|
23.
Температура робочого тіла за ступенем,
Т |
Береться
з подальшим уточненням
|
24. Середня температура процесу в ступені, Tcp |
0,5 ( + Т ) |
25. Теплоємність робочого тіла, I |
Приймаємо |
26. Комплекс |
Приймаємо |
27. Показник ізоентропи, к |
к = 1,35…1,36 |
28. Газова стала R, Дж/(кг*К) |
|
29. Допустима величина опору за турбіною, ∆Р, МПа |
Приймається 0,0015…0,0020 |
30.
Статичний тиск газу за турбіною, Р |
|
31.
ККД турбокомпресора,
|
Приймається 0,53…0,64 |
32.
Тиск газу перед турбіною,
|
|
33.
Наявна робота турбіни, L |
|
34.
Ефективний ККД,
|
Приймається 0,72…0,82 |
35.
Потужність газової
турбіни,
|
|
36.
Коефіцієнт
напору
компресора,
|
|
37.
Колова швидкість на виході робочого
колеса компресора,
|
|
38.
Частота обертань ротора турбокомпресора,
|
|
Результати розрахунків подано у таблиці 2.1.2.
Таблиця 2.1.2 Результати розрахунків
No |
Найменування |
Позначення |
Значення |
1 |
Тип і призначення двигуна |
- |
головний |
2 |
Ефективна потужність двигуна, кВт |
Ne |
3000 |
3 |
Частота обертання двигуна, хв -1 |
nД |
600 |
4 |
Схема газообміну |
- |
клапанная. |
5 |
Тиск надувочного повітря, кПа |
ps |
420 |
6 |
Ефективний питома витрата палива, г/(кВт * год) |
ge |
200 |
7 |
Коефіцієнт надлишку повітря при згорянні |
a |
2,5 |
8 |
Коефіцієнт продувки |
jпр |
1,2 |
9 |
Теоретичне кількість повітря для згоряння 1 кг палива, кг / кг |
L0 |
14,3 |
10 |
Витрата повітря на двигун, кг / с |
GB |
7,3 |
11 |
Витрата газу, кг / с |
GГ |
7,3 |
12 |
Середній тиск відпрацьованих газів за вихлопними органами, кПа |
pB |
230 |
13 |
Коефіцієнт втрати тиску при продувці |
a |
0,95 |
14 |
Середній тиск газів перед турбіною |
p1T |
369,6 |
15 |
Коефіцієнт втрати тиску в вихлопному колекторі |
xk |
0,9 |
16 |
Коефіцієнт втрати тиску в захисній решітці |
xp |
0,955 |
17 |
Середній тиск газів перед соплами турбіни, кПа |
p0T |
365,9 |
18 |
Коефіцієнт втрати тиску в газовпускном патрубку турбіни |
xгк |
0,99 |
19 |
Середній тиск газу після турбіни, кПа |
p2T |
103,02 |
20 |
Атмосферний тиск, кПа |
pa |
101 |
21 |
Коефіцієнт втрати тиску в вихлопному тракті ЕА турбіною |
xвт |
1,02 |
22 |
Середній тиск газів у вихідному перерізі робочих лопаток, кПа |
p2 |
104,1 |
23 |
Коефіцієнт втрати тиску у випускному корпусі турбіни |
xвк |
1,01 |
Продовження таблиці 2.1.2
24 |
Середня температура газів перед турбіною, К |
T1T |
548,2 |
25 |
Середня ізобарна теплоємність повітря, кДж / (кг * К) |
cPB |
1,004 |
26 |
Середня ізобарна теплоємність газу, кДж / (кг * К) |
cРГ |
1,09 |
27 |
Показник ізоентропи: |
|
|
28 |
для повітря |
kB |
1,4 |
29 |
для газу |
kГ |
1,34 |
30 |
Температура надувочного повітря в ресивері, К |
Ts |
313 |
31 |
Температура забортної води, К |
TЗ.В |
303 |
32 |
Відносна втрата тепла з відпрацьованими газами |
qг |
0,3 |
33 |
Нижча теплота згоряння палива, кДж / кг |
QH |
41450 |
34 |
Середня температура газів перед соплами турбіни, К |
T0T |
525,5 |
35 |
Зниження температури в газовпускном корпусі турбіни, К |
DTгк |
13,0 |
36 |
Відносна частка тепла, розгубленості від охолодження корпусу турбіни |
qгк |
0,015 |
37 |
Середня вхідна швидкість газу на соплові лопатки турбіни, м / с |
cвх |
70 |
38 |
Повний тиск газу перед соплами, кПа |
p*0T |
372,0 |
39 |
Щільність газу перед соплових лопатками турбіни, кг/м3 |
r0T |
2,47 |
40 |
Газова постійна, кДж / (кг * К) |
RГ |
0,277 |
41 |
Повна температура газу перед соплами, К |
T*0T |
537,4 |
42 |
Вхідна енергія газу, кДж / кг |
hвх |
2,45 |
43 |
Параметри повітря на зрізі всмоктуючого фільтру компресора: |
|
|
44 |
Тиск, кПа |
pa |
102 |
45 |
Температура, К |
Ta |
290 |
46 |
Тиск повітря у вхідному перетині впускного корпусу компресора, кПа |
p0K |
100,5 |
47 |
Перепад тисків на повітряному фільтрі, кПа |
Dpф |
1,5 |
48 |
Ефективний ККД турбіни |
hет |
0,8 |
Продовження таблиці 2.1.2
49 |
Адіабатні ККД компрессора |
hак |
0,8200 |
50 |
Відносний перепад температур в турбіні |
DTТ |
0,28 |
51 |
Відносний перепад температур в компресорі |
DTк |
0,36 |
52 |
Тиск надувочного повітря за компресором (розрахункове), кПа |
p'k |
298,3 |
53 |
Система надува |
чистий газотурбінний |
|
54 |
Тиск надувочного повітря за компресором (прийнято), кПа |
pk |
423,0 |
55 |
Перепад тиску на повітроохолоджувачі, кПа |
Dpво |
3 |
56 |
відношення витрат |
Gk/GT |
1 |
57 |
Колличество ТК, шт |
iТК |
1 |
58 |
Витрата повітря на один компресор, кг / с |
Gk |
7,3 |
59 |
Витрата газу через турбіну ТК, кг / с |
GT |
7,3 |