ВСТУП

Згідно з номером варіанту 19 дані для розрахунку наступні:

1. Склад газу по об’ємних частках, %:

   • Метан 97,35;

   • Етан 0,77;

   • Пропан 1,17;

   • Бутан 0,71;

2. Температура повітря на вході в осьовий компресор t₁=2°C=281,15 К;

3. Температура робочого тіла на вході в газову турбіну t₃=994°C=1267,15 К;

4. Внутрішнє відносне ККД турбіни η_вт=0,83;

5. Внутрішнє відносне ККД осьового компресора η_вк=0,82;

6. ККД камери згорання η_кз=0,98;

7. Механічне ККД осьового компресора η_мк=0,98;

8. Механічне ККД турбіни η_мт=0,97;

9. Температура паливного газу t_пг=21°C;

10. Атмосферний тиск P_атм=101 кПа;

11. Втрати тиску на вході в осьовий компресор ΔP_а=1,2 кПа;

12. Втрати тиску в камері згорання ΔP_кз=1,1 кПа;

13. Втрати тиску на виході з газової турбіни ΔP_s=0,5 кПа;

14. Відношення масової витрати робочого тіла в газовій турбіні до масової витрати повітря в осьовому компресорі δ_м=1,00;

15. Відносна вологість повітря φ=41,2%;

16. Ефективна потужність ГТУ N_е=19,2 МВт.

1 Розрахунок фізичних властивостей природного газу

Молярна маса природного газу

Густина газу за нормальних умов

Визначаємо відносну густину газу за повітрям

Густина газу за стандартних умов

Нижча об’ємна теплота згорання природного газу за нормальних умов

Нижча масова теплота згорання природного газу

2 Розрахунок теплоємностей вологого і сухого повітря та компонентів паливного газу

Ізобарна масова теплоємність шукається за допомогою моделі

де А, В і С – коефіцієнти математичної моделі;

t – температура речовини, ºС.

Для кожного компоненту складається система рівнянь

Розв’язавши цю систему рівнянь отримаємо значення коефіцієнтів:

Знайдемо коефіцієнти математичних моделей за формулами (2.3), (2.4), (2.5) для сухого повітря і води в діапазоні температур 0…200…400℃ та для кисню, азоту, вуглекислого газу і води в діапазоні температур 400…800…1200 ℃. Дані для обрахунків беремо з таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 – Теплоємності речовин

Тем-пера-тура, ℃	Теплоємність
	Кисень		Азот		Вуглекислий газ		Вода		Повітря
	ккал/ (кг∙℃)	кДж/ (кг∙℃)	ккал/ (кг∙℃)	кДж/ (кг∙℃)	ккал/ (кг∙℃)	кДж/ (кг∙℃)	ккал/ (кг∙℃)	кДж/ (кг∙℃)	ккал/ (кг∙℃)	кДж/ (кг∙℃)
0							0.4441	1.8594	0.2397	1.0036
200							0.4523	1.8937	0.2416	1.0115
400	0.2305	0.9651	0.2524	1.0567	0.2357	0.9868	0.4652	1.9477	0.2456	1.0283
800	0.2427	1.0161	0.2622	1.0978	0.2602	1.0894	0.4957	2.0754
1200	0.2511	1.0513	0.2715	1.1367	0.2767	1.1585	0.5279	2.2102

1. Сухе повітря

2. Вода

3. Вода

4. Кисень

5. Азот

6. Вуглекислий газ

Аналогічно знаходимо коефіцієнти математичних моделей інших речовин і заносимо їх в таблицю 2.2

Таблиця 2.2 – Коефіцієнти математичних моделей теплоємностей

Температура, ℃		Речовина
		Кисень	Азот	Вуглекислий газ	Вода	Повітря
0..200..400	C	-	-	-
	B	-	-	-
	A	-	-	-	1.8594	1.0036
400..800..1200	C					-
	B					-
	A				1.8271	-

Отже рівняння математичних моделей для середньої теплоємності в діапазоні температур 0…t наступні:

Для побудови математичних моделей для середньої теплоємності в діапазоні температур необхідно знайдені коефіцієнти А, B, C підставити в наступне рівняння:

Отже математичні моделі для середньої теплоємності в діапазоні температур наступні: