23Термогазодинамический расчет гту. Термогазодинамический расчет гту на расчетном режиме.
Математическая модель ГТУ на расчетном режиме, в основу которой заложены условия совместной работы отдельных элементов в системе двигателя, определяет физическую взаимосвязь между элементами двигателя. О том, насколько полно представлены физические взаимосвязи между элементами двигателя в математической модели, говорит ее уровень.
Нулевой уровень представляет основные параметры двигателей в виде таблиц или графиков в зависимости от условий работы и параметров рабочего процесса.
Первый уровень характеризует двигатель взаимосвязью между его элементами уравнениями, отражающими реальные условия их совместной работы, с дискретным изменением теплоемкости рабочего тела и формальным заданием значений коэффициентов, характеризующих потери в элементах двигателя (нулевой уровень по элементам).
Второй уровень характеризует двигатель наиболее точными физическими взаимосвязями между его элементами с переменным значением теплоемкости рабочего тела и заданием коэффициентов, характеризующих потери в элементах двигателя на базе детального расчета этих элементов по математическим моделям первого уровня.
Построение математической модели ТРД (ТРДФ) начнем с определения условий совместной работы элементов в системе двигателя и взаимосвязей между параметрами газовоздушного потока, проходящего через двигатель.
1. Баланс расходов в проточной части двигателя. При отсутствии отборов и перепусков воздуха из проточной части двигателя массообмен с внешней средой отсутствует.
Расход воздуха через камеру сгорания
. (7.1)
Расход газа через турбину
. (7.2)
Расход газа через форсажную камеру у ТРДФ или через реактивное сопло у ТРД
. (7.3)
2. Изменение энтальпии газовоздушного потока в проточной части двигателя. Изменение энтальпии в каждом элементе двигателя определяется только процессами, происходящими в этих элементах, так как энергообмен с внешней средой отсутствует. Энтальпия воздуха за компрессором
. (7.5)
Энтальпия газа за камерой сгорания
. (7.6)
Энтальпия газа за турбиной (без учета смешения охлаждающего газа с основным рабочим телом)
.
24. Термогазодинамический расчет гту на нерасчетном режиме.
Наличие характеристик компрессора, ГТ и КС позволяют провести расчет в нерасчетном режиме. Исходными данными являются: параметры наружного воздуха, расчетная температура газов перед турбиной, совместные характеристики компр и ГТ, характеристики и вид сжигаемого топлива, расчетные параметры тепловой схемы в базовом режиме.
Расчет в компрессоре используется в качестве исх данных нерасч точки 3. Уточняют ПиК, n превед, изоэнтропный кпд комперссора и ряд хар-к компрессора.
-коэф
гидравл сопротивл
Расход
возд через компрессор на нерасч режиме
кг/c
Работа
сжатия в компрессоре
-среднеарифм
значение среднелогарифм теплоемкости
в интервале температур Тнв-Ткк.
Температура
сжатого воздуха за комперссором
,
определяют методом последовательных
приближений задавая значение
и уточняя его.
Давление
за компрессором
В
результате расчетов определяют:
необходимое кол-во воздуха Gохл,
определяют требуемое давление охл
воздуха и номер отсека из которого его
отбирают, расход воздуха через камеру
сгорания.
=0,003-0,005
-утечки через
наружные уплотнения компрессора.
-доля
охл воздуха.
Внутренняя
мощность
-работа
сжатия компр до точки соотв отбора на
охлаждение, энтальпия сжатого воздуха
hкк
берутся из таблиц теплофизических
свойств воздуха и газов по Ткк, параметру
газа
и молекулярной массе
Далее выполняется расчет камеры сгорания
на нерасчетном режиме, рассчитываются
параметры газа перед ГТ hнт
и коэффициент избытка воздуха альфа
Далее
определяют основные параметры тела в
газовой турбине. Расход газов перед
турбиной
,
-потери
тракта компрессор-кс-входгт
Далее
определяют давление газа за турбиной
,
-коэффициент
гидр сопрот в выходном тракте(диффузор,
газовый шибер, газоходы с поворотами,
дымовая труба)
Определяем
температуру смеси газов и охл воздуха
на выходе из газовой турбины. Условно
делится на 2 потока: газ от Тнт до Ткт и
второго потока (несколько потоков
воздуха охл) от расшир до конечной
температуры Ткв=(0,8-0,82)Ткк. Определяем
внутреннюю мощность
,
-стехеометрический
коэффициент
Объемная
концентрация кислорода
Электрическая мощность ГТУ
