ГОСНИК телотехники / ГТУ. Подготовка к экзамену / ГТУ / шпоры ГТУ / 10-18

10.Характеристики компрессоров и турбин. Основные уравнения.

11. Характеристики и регулирование компрессоров.

Относительный приведенный расход воздуха

получаем таким образом характеристики компрессоров:

11. Характеристики и регулирование турбин.

13 Общие сведения о камерах сгорания. Общая характеристика процессов горения.

В камерах сгорания (КС) осуществляется подвод тепловой энергии к рабочему телу (воздуху) за счет превращения химической энергии в тепловую при сгорании топлива.

14 Потери полного давления в камере сгорания. Характеристики камер сгорания.

15Общие сведения о выходных устройствах.

Общим назначением выхлопного устройства является обеспечение отвода рабочего тела ГТУ в заданном направлении с минимальными гидравлическими потерями при принятых габаритных ограничениях.

Требования к выхлопному устройству

Выхлопное устройство (ВУ) должно обеспечивать:

• отвод и рассеивание выхлопных продуктов сгорания ГТУ до уровня допустимых концентраций вредных выбросов в рабочей зоне (ГОСТ 2.1.005-88) и населенных пунктах около компрессорной станции и ТЭС;

• возможность установки утилизационного теплообменника;

• шумоглушение;

• отвод паров масла из системы суфлирования ГТУ после сепарации;

• возможность отбора проб выхлопных продуктов сгорания через устройство отбора с целью периодического контроля.

Кроме указанных общих требований, при проектировании ВУ должно обеспечивать:

• приемлемые габаритные ограничения, связанные с вопросами транспортировки;

• приемлемую длину вала, соединяющего двигатель с электрическим генератором или нагнетателем в пространстве выходной улитки (выполнение данного требования связано с отстройкой критических оборотов вращения вала);

• устойчивый характер течения за турбиной на всех режимах эксплуатации, что является необходимым условием снижения опасности возникновения вибраций не только лопаток турбины, но и ВУ в целом;

• возможность поставки ГТУ и ГПА с повышенной до 30…40 м высотой выхлопной шахты;

• возможность отбора проб продуктов сгорания с помощью переносных газоанализаторов (при этом должна быть обеспечена представительность пробы, не требующая измерения полей концентрации);

• теплоизоляцию выхлопной шахты до уровня верхней образующей ВОУ.

В настоящее время получили распространение два варианта конструктивного исполнения ВУ:

вертикальное расположение ВУ (поворот потока на 90^о осуществляется в осерадиальном диффузоре);

горизонтально-вертикальное расположение ВУ (поворот потока на 90^о – в осерадиальном диффузоре, затем горизонтальный участок и снова поворот на 90^о – в выхлопной шахте).

16Термогазодинамический 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)

.

17Термогазодинамический расчет ГТУ – математическая модель первого уровня сложности.

18Термогазодинамический расчет ГТУ – математическая модель второго уровня сложности.