3.2.3 Методика и расчет климатических характеристик гту

Климатические характеристики – это зависимость основных параметров атмосферного воздуха при работе двигателя на режиме, соответствующем заданной программе регулирования. В первую очередь здесь обычно интересует зависимость основных параметров ГТУ от температуры атмосферного воздуха, поскольку она является наиболее сильно влияющим фактором.

Расчет климатических характеристик проводится в программе «ГТЭ-65П.xls», созданной в МS Excel по методике [2], с учетом следующих особенностей:

1. Задача решается для заданной программы регулирования , при изменении температуры наружного воздуха .

2. Выбирается ряд значений , для которых определяется приведенная частота вращения ротора .

3. По графику, приведенному на рисунке 3.24 определяется положение угла .

Рисунок 3.24 – Программа регулирования в зависимости от

Для каждого значения методом подбора в программе созданной в MS Excel определяется положение рабочей точки на характеристике компрессора (см. рис. 3.3), обеспечивающее выполнение условия .

4. При расчете рабочего процесса в компрессоре, задаваясь величиной , по характеристике компрессора определяют соответствующие значения G_в.пр и , после чего вычисляют массовый расход воздуха через компрессор

. (3.51)

5. При расчете рабочего процесса в камере сгорания температура газа перед турбиной, соответствующая выбранному значению , находится по формуле:

. (3.52)

Расход газа принимается равным:

. (3.53)

5. Величина определяется методом последовательных приближений из условия получения :

. (3.54)

При этом если , то уменьшают.

Расчет климатических характеристик ГТУ по приведенной методике произведен в программе Excel.

Основные показатели сведены в таблицу 3.12, по полученным результатам построены климатические характеристики газотурбинной установки PG6111FA, представленные на рисунках.

Таблица 3.12 – Климатические характеристики PG6111FA

tн, (С)	46,1	15	-11,8	-35	-55,27
Ne, МВт	56,9	69,3286	81,1	92,5	104,7
Nуд, кВт/кг/с	295,32	348,39	392,83	435,01	472,70
ηе	0,32	0,34	0,35	0,36	0,37
Gв, кг/c	192,739	199	206,446	212,745	221,412
Тг, К	1538,671	1550	1583,6742	1603,09	1623,473
Gт, кг/c	3,60	4,10	4,64	5,12	5,65
Gc, кг/c	195,75	202,11	209,67	216,07	224,87
Cе, кг.топл/кВт ч	0,22796	0,213143	0,20615	0,19932	0,19422
Тт,К	832,15	832,12	832,12	832,12	832,12
,град	-10	-6	-5,7	-5,5	-5

Рисунок 3.24 – Зависимость выходной мощности PG6111FA от

Рисунок 3.25 – Зависимость удельной мощности PG6111FA от

Рисунок 3.26 – Зависимость эффективного КПД PG6111FA от .

Рисунок 3.27 - Зависимость расхода воздуха PG6111FA от

Рисунок 3.28 – Зависимость расхода топлива PG6111FA от

Рисунок 3.29- Зависимость удельного расхода топлива на выходе PG6111FA от

Рисунок 3.30 – Зависимость температуры газа перед турбиной и за турбиной PG6111FA от

Анализ результата расчета климатических характеристик показывает, что с увеличением , мощность на выходном валу падает, так как снижается расход топлива.

Удельная мощность уменьшается с увеличением , так как мощность на выходном валу падает интенсивнее, чем расход воздуха.

Эффективный КПД уменьшается с ростом , так как повышается удельный расход топлива.

Расход воздуха уменьшается с ростом , так как увеличивается плотность воздуха.

Температура газов перед турбиной T_г уменьшается, а за турбиной с ростом температура Т_т постоянна (программа регулирования ).