72

МIНIСТЕРСТВО ОСВIТИ I НАУКИ, молоді та спорту УКРАЇНИ

Національний аерокосмічний університет ім. М.Є.Жуковського

«Харківський авіаційний інститут»

Кафедра 201

Курсовий проект

пояснювальна записка до курсового проекту з дисципліни:

«Газотурбінні установки, компресорні станції та газотранспортні мережі»

на тему: ПРИВІДНИЙ ГАЗОТУРБІННИЙ ДВИГУН ДЛЯ ГАЗОПЕРЕКАЧУЮЧУГО АГРЕГАТУ

ХАІ.201.241а.13В. 090522.09002023

Студента 4 курсу 241а групи

Напряму підготовки «Енергомашинобудування»

Спеціальності Кушка Ю.І.

(прізвище та ініціали)

Керівник ст.викладач.к.201к

Баришева О.С

(посада, вчене звання, науковий ступінь, прізвище та ініціали)

Національна шкала _________________

Кількість балів: ____Оцінка: ECTS ___

Члени комісії __________ __________________________

(підпис) (прізвище та ініціали)

________ ______________________

(підпис) (прізвище та ініціали)

м. Харкiв – 2013 рік

ЗАВДАННЯ

до курсового проектування

з дисципліни «Газотурбінні установки, компресорні станції та газотранспортні мережі»

студенту Кушка Ю.І. гр. 241А

1.Тема проекту: «Привідний газотурбінний двигун для газоперекачуючуго» агрегата

Вихідні данні: Потужність компресору природного газу, ГПА НЗЛ 520-12-1 N= 10000 кВт, n=4800 об/мин.

2. Зміст пояснювальної записки (перелік запитань,які належать розробці):

2.1 Термогазодинамічний розрахунок двигуна.

2.2 Узгодження параметрів компресорів та турбін.

2.3 Газодинамічний розрахунок осьового компресора.

2.4 Газодинамічний розрахунок осьової турбіни.

2.5 Розрахунок та профілювання РК першого ступеня турбіни високого тиску.

2.6 Розрахунок компресора природного газу.

2.7 Дослідження дроссильної характеристики двигуна.

2.8 Проектування вхідного та вихідного пристроїв.

3. Перелік графічного матеріалу:

3.1 Аркуш 1(формат А1): Компоновочна схема ГПА.

3.2 Аркуш 2(формат А3): Проточна частина нагнітача природного газу.

4. Дата видачі завдання:___15.01.13

5. Дата подання закінченого проекту: 15.04.13

Керівник: Баришева О.С.

^{(дата) (підпис)}

Завдання приняв до виконання

___15.01.13 _____________ __

^{(дата) (підпис студента)}

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..............................................................……………….....4

1 Термогазодинамический расчет двигателя…………………………..……5

1. Выбор и обоснование мощности двигателя и частоты вращения

вала свободной турбины…………………………………………….......5

2. Выбор параметров цикла и обоснование КПД узлов ГТД…..…..5

3. Термогазодинамический расчет двигателя на ЭВМ……………..…7

2 Согласование параметров компрессора и турбины…………………….….11

3 Газодинамический расчет компрессора………………………………….....15

3.1 Выбор и обоснование исходных данных для расчета компрес-сора…………………………………………………………………….....15

4 Газодинамический расчет турбины………………………………………....24

5 Расчет и профилирование первой ступени ТВД………………………...…30

6 Расчет центробежного нагнетателя природного газа………………..….…37

6.1 Исходные данные……………………………………………..……....41

7 Исследование дроссельной характеристики двигателя………………..….44

7.1 Выбор исходных данных для расчета дроссельной характеристики……..……………………………………………..….....44

7.2 Результаты расчета……………………………………………….…45

8 Проектирование входного и выходного устройств……………………..…52

8.1 Расчет входного устройства………………………………………...52

8.2 Расчет осерадиального выходного устройства…………………....55

ВЫВОДЫ………………………………………………………………….……59

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК………………………………………………………….62

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время наряду с применением газотурбинных двигателей (ГТД) в составе силовых установок летательных аппаратов их используют так же и для наземных установках.

Перечень таких установок довольно велик: транспортные наземные установки; транспортные установки морского и речного транспорта; установки для получения сжатого воздуха, используемого в технических целях, в пневмотранспортных системах, системах наддува транспортных средств на воздушной подушке; установки для получения нагретого газа, используемого для обогрева строительных и производственных объектов, а также, в сушильных установках; энергетических установках; нефтеперекачивающих установках с газотурбинным приводом; в энергокомплексах бурильных установок; в газоструйных установках для очистки взлетно-посадочных полос аэродромов, транспортных путей - от снега, мусора и т.д.

Основными требованиями к ГТД, обусловленными особенностями их использования являются: минимальные габаритные размеры и масса, высокий КПД, благоприятное протекание эксплуатационных характеристик, надежность, технологичность, мобильность.

Целью данного проекта является проектировочный расчет газотурбинного двигателя для привода центробежного нагнетателя заданной мощности 10000 кВт , n=4800 об/мин.

В качестве прототипа будем использовать двигатель ДН-70 номинальной мощностью 10,5 МВт, разработанный ГП НПКГ “Заря –Машпроект”. Основные параметры прототипа представлены в методическом пособии [1].

Основные параметры прототипа:

G_в = 36 кг/с;

π^*_к=19;

Т^*_г=1473 К;

n_ст=4800 об/мин.

η_е=0,36%

Для достижения поставленной цели в проекте были решены следующие задачи:

• выбраны и обоснованы параметры цикла приводного ГТД;

• согласованы параметры компрессоров и турбин ГТД;

• выполнен газодинамический расчет компрессора и турбины;

• проведено профилирование РК ступени турбины;

• расчет входного и выходного устройств;

• расчет дроссельной характеристики;

• выполнен расчет первой ступени ЦН.