1.5. Определение параметров газа на выходе из турбины компрессора (точка 4)
Давление газа на выходе из турбины компрессора определяем по уравнению
,
где К – показатель адиабаты расширения газов, принят равным 1,33
.
Энтальпия i4 = i3 – Hтк или i4 = 1095,598 – 225,033 = 870,565 кДж/кг.
Температура газов в конце их адиабатного расширения в турбине
или
.
Температура газов на выходе из турбины
,
где
,
.
Удельный объем газов на выходе из турбины компрессора будет равен
или
.
Газовая смесь поступает в газовую турбину с параметрами i4, T4, P4, V4, Cрг1.
1.6. Определение параметров газа за пропульсивной турбиной (точка 5)
Давление газов за пропульсивной турбиной определится по уравнению
,
где Ро = Р6 – давление за регенератором,
р – относительное падение давления газа в регенераторе, принято
р = 0,05.
Температура газов в конце адиабатного расширения в турбине
или
Энтальпия в точке 5/
,
где
Работа адиабатного расширения газов в пропульсивной турбине определится из уравнения
или
Действительная работа расширения газов в пропульсивной турбине определится по уравнению
,
здесь
–
внутренний КПД пропульсивной турбины,
принятый равным 0,86.
Тогда
.
Энтальпия газов на выходе из турбины
или
.
Температура газов на выходе из пропульсивной турбины определится по уравнению
или
.
Удельный объем газа после расширения в турбине
или
1.7. Параметры газа за регенератором (точка 7)
Параметры газа за регенератором определяются следующим образом.
Давление Р6 = Ро = 100 кПа.
Энтальпия
или
.
Температура газов
или
.
Удельный объем
или
.
1.8. Определение эффективных показателей работы пропульсивной турбины
Эффективная работа
,
где мпт – механический КПД пропульсивной турбины, принят равным 0,99,
.
Эффективный КПД турбины
.
Удельный эффективный расход топлива
.
Часовой расход топлива
.
Секундный расход газа
.
Часовой расход воздуха
.
Секундный расход воздуха
.
На основании выполненного расчета тепловой схемы строится диаграмма рабочего процесса в координатах i – S, полученные данные используются для расчета проточной части пропульсивной и компрессорной турбин.
Рис. 5. Диаграмма рабочего процесса ГТД
Глава 2. Пример расчета параметров рабочего тела в проточной части пропульсивной турбины
Исходные данные.
Мощность Ne = 1700 кВт.
Частота вращения ротора n = 4300 мин-1,
Степень реактивности = 0,4,
Работа адиабатного расширения газа в турбине Напт = 154,616 кДж/кг,
Работа политропного расширения газа в турбине Нпт = 132,97 кДж/кг,
Секундный расход газа qг = 12,914 кг/с,
Параметры газа на входе в турбину
Давление Ро (Р4) = 203,0055 кПа,
Температура То (Т4) = 769,73 К,
Энтальпия io (i4) = 870,565 кДж/кг,
Средняя теплоемкость газа в проточной части турбины
Срг2 = 1,096 кДж/кг·К.
2.1. Определение числа ступеней турбины
Для определения числа ступеней пропульсивной турбины используем уравнение
,
где R - коэффициент, учитывающий возвращенную теплоту
R = 1,01…1,02. Принято R = 1,01.
Наст – теплоперепад, срабатыв аемый в одной ступени при условии его равномерного распределения по отдельным ступеням. Принят равным 50 кДж/кг.
.
Принимаем 3 ступени и проводим уточнение среднего теплоперепада на одну ступень
.