22. Расчет характеристик гту на базе математических моделей первого и второго уровня.

Математическая модель ГТУ, 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.

Основные параметры ГТУ: . Характеристики ГТУ зависят от способа регулирования ГТУ. При любом регулировании ГТУ, необходимо, чтобы при любых внешних условиях на различных режимах работы ГТУ установилось такое сочетание всех параметров ГТУ, при котором удовлетворяется условие совместной работы его элементов. Кроме уравнений, описывающих совместную работу элементов ГТУ необходимо учитывать что: 1) параметры компрессора связаны между собой на всех режимах характеристикой. Характеристики компрессора:. Параметры турбины связаны между собой характеристиками вида:

При расчете хар-к, наряду с условиями неразрывности, балансом мощности, равенстве частот вращения компрессора и турбины, задается программа регул-я ГТУ, кот-ая замыкает данную систему ур-й.

В моделях первого уровня теплоемкость С_Р изменяется дискретно, а в моделях второго уровня учитывается переменность теплоемкости С_Р (С_Р=f(t)). В моделях первого уровня хар-ки узлов являются константами, а в моделях второго уровня – переменными. Кроме того в моделях второго уровня поддерживается постоянной геометрия проточной части.

23. Гту сложных термодинамических циклов (многоагрегатные гту). Гту с регенерацией тепла.

В простейших ГТУ при температуре газа, ограниченной жаропрочностью современных материалов, применяемых в стационарной энергетике, КПД установки можно получить в пределах 0,25 - 0,35. Используя дефицитные жаропрочные материалы и системы интенсивного охлаждения турбин авиационных высокотемпературных двигателей, можно повысить КПД простейших ГТУ до 0,32 - 0,40. Для увеличения экономичности установки при фиксированной максимальной температуре необходимо уменьшить количество теплоты, отводимой к холодному источнику, что соответствует снижению температуры газа, выходящего из установки, и приближает цикл ГТУ к циклу Карно. Это приводит к усложнению схемы установки, так как требует введения теплообменника, передающего теплоту уходящего газа сжатому воздуху, или промежуточных охладителей и камер сгорания с соответственным увеличением числа компрессоров и турбин.

ТК- турбина компрессора,

СТ – силовая турбина,

К и ТК нах-ся на одном валу, а СТ и ЭГ на другом.

Преимущество: