-
Расчет рабочего процесса в выходном тракте
1.4.1 Изоэнтропическая приведенная скорость потока на выходе из выпускного канала
;
(1.21)
1.4.2 Приведенная скорость потока на выходе из выпускного канала
.
(1.22)
1.4.3 Скорость истечения газа на выходе из ГТУ
м/с.
(1.23)
1.5 Расчет основных данных гту
1.5.1 Мощность на выходном валу
кВт.
(1.24)
1.5.2 Удельная мощность
кВт/кг*с.
(1.25)
1.5.3 Удельный расход топлива
кг.топл/кВт*час.
(1.26)
1.5.4 Эффективный кпд
.
(1.27)
1.5.5 Удельный расход тепла
кДж/кВт*час.
(1.28)
1.5.6 Коэффициент полезной работы
.
(1.29)
Был произведен термогазодинамический расчет гту простого цикла на номинальном режиме на эвм с использованием программы «гтэ-110м.Xls».
2 Расчет дроссельной и климатической характеристик гту
2.1 Расчет дроссельных характеристик гту
Дроссельные
характеристики – это зависимости
основных параметров ГТУ от регулирующих
факторов, при неизменных внешних
условиях. Основными регулирующими
факторами в ГТУ обычно являются подача
топлива в камеру сгорания и использование
входного направляющего аппарата (ВНА).
Расчет дроссельных характеристик
произведен с использованием программы
ГТЭ-110М.xls
при программе регулирования
.
Результаты расчета представлены в
приложении А. Основные показатели
сведены в таблицу №2.1.1, по полученным
результатам построены дроссельные
характеристики газотурбинной установки
ГТЭ-110, представленные на рисунках
2.1.1-2.1.8.
Анализ
результата расчета дроссельных
характеристик показывает, что с
увеличением
,
мощность на выходном валу
увеличивается,
так как увеличивается мощность турбины
и мощность, потребляемая компрессором.
Удельная
мощность
растет с увеличением
,
так как мощность на выходном валу
увеличивается, а расход воздуха
уменьшается.
Эффективный
КПД
увеличивается с ростом
,
так как удельный расход топлива
уменьшается в связи с интенсивным ростом
мощности на выходном валу.
1)
Задается ряд значений угла поворота
входного направляющего аппарата
,
в диапазоне от -6 до -35
. ВНА считается полностью открытым в
положении -6
и полностью закрытым в положении -35
.
2)
По данным исследование тепловых
характеристик ГТЭ-110 выбираем ряд
значений
,
при
.
3)
Дальнейший расчет для каждой точки
проводится по методике термодинамического
расчета методом последовательных
приближений. При этом контролируются
значение пропускной способности
,
и площадь струи в выходном сечении
выпускного канала
.
Регулирование
выполняется путем подбора
.
Значение
уточняется из условия обеспечения
сходимости величин
.
4)
Температура газа за турбиной подбирается
неизменной и равной расчетной
.
5) Выдерживая выше сказанные условия, осуществляем уточнение параметров итерационным путем (методом последовательных приближений).
Таблица № 2.1.1 – Основные параметры ГТЭ -110 по результатам расчета дроссельных характеристик
|
|
0,7 |
0,84 |
0,95 |
1 |
1,05 |
|
|
59,77 |
83,66 |
104,23 |
112,00 |
120,18 |
|
|
227,45 |
270,22 |
301,58 |
310,89 |
321,00 |
|
|
0,286 |
0,313 |
0,331 |
0,336 |
0,341 |
|
|
262,80 |
309,60 |
345,60 |
360,00 |
374,40 |
|
|
1344,63 |
1414,97 |
1464,57 |
1483,00 |
1501,26 |
|
|
797,00 |
797,00 |
797,00 |
797,00 |
797,00 |
|
|
4,223 |
5,394 |
6,357 |
6,732 |
7,121 |
|
|
265,71 |
313,44 |
350,23 |
364,93 |
379,65 |
|
|
0,254 |
0,232 |
0,220 |
0,217 |
0,213 |
Рисунок
2.1.1–
Зависимость выходной мощности ГТЭ-110
от
.
Эффективная
мощность ГТУ растет с ростом
,
т.к. увеличивается давление газов перед
турбиной, что влечет за собой увеличение
полезной работы, совершаемой турбиной,
а значит и
и
вцелом.
Рисунок
2.1.2
–
Зависимость удельной мощности ГТЭ-110
от
.
Удельная
мощность установки
растет с повышением
, так как повышением
ведет к росту эффективной мощности
и менее интенсивному увеличению расхода
воздуха на входе в ГТЭ.
Рисунок
2.1.3–Зависимость
эффективного КПД ГТЭ-110 от
.
Эффективный
КПД растет с повышением
, всвязи с с более интенсивным ростом
от
повышения
по сравнению с ростом затраченной
работы.
Рисунок
2.1.4–Зависимость
расхода воздуха ГТЭ-110 от
.
С
раскрытием ВНА повышается
,
соответственно, и расход воздуха на
входе в ГТЭ
тоже
растет.
Рисунок
2.1.5
–
Зависимость расхода топлива ГТЭ-110 от
.
Повышение
ведет к увеличению эффективной мощности
,
а рост эффективной мощности напрямую
связан повышением расхода топлива
.
Рисунок
2.1.6
–
Зависимость расхода газа на выходе
ГТЭ-110 от
.
Расход
газа за турбиной растет с повышением
из-за увеличения расхода воздуха на
входе в ГТЭ
и роста расхода топлива
с повышением
.
Рисунок
2.1.7
–
Зависимость температуры газа перед
турбиной и за турбиной ГТЭ-110 от
.
Температура
газов на входе в турбину растет из-за
увеличения температуры воздуха на входе
в камеру сгорания, а также из-за увеличения
расхода топлива и более интенсивного
горения. Температура за турбиной
постоянна, т.к. программа регулирования
.
Рисунок
2.1.8
–
Зависимость удельного расхода топлива
ГТЭ-110 от
.
С
повышением
удельный расход топлива падает, т.к.
рост мощности идет интенсивнее, чем
непосредственное увеличение расхода
топлива.