3. Уточненный расчет тепловой схемы на номинальный режим

   1. Порядок проведения уточненного расчета

После расчета или подбора модельного компрессора и выбора на его характеристике расчетной точки уточняется . Определяется , затем

Для принимается истинное значение для средней температуры процесса по прил. 1.

Определяется . При больших расчет следует повторить по уточненному значению . Если в безрегенеративной ГТУ выбрана большая величина и не удается подобрать модельный компрессор, а схема не задана, то следует предпочесть двухкомпрессорную схему (рис. 1.1,в). В этой схеме вся работа сжатия должна быть распределена между КНД и КВД. При этом необходимо выдерживать баланс мощностей, т.е.

и

При высокой заданной относительной влажности воздуха, которая увеличивает удельную работу сжатия, полученную величину следует умножить на коэффициент, приведенный в табл. 3.1 [4].

Таблица 3.1

Поправочные коэффициенты к удельной работе сжатия компрессора на влажность воздуха

, °С	Относительная влажность воздуха, %
	60	70	80	90
10	1,0027	1,0031	1,0038	1,0044
20	1,0055	1,0065	1,0075	1,0085
30	1,0099	1,0116	1,0133	1,0154
40	1,0174	1,0210	1,0222	1,0263

Для уточнения работы расширения в турбине необходимо определить гидравлические потери в камере сгорания, регенераторе и отдельных элементах тракта. Если расчет проводится до выполнения проекта этих элементов, то потери принимаются по данным аналогов.

Оценив из предварительного расчета температуру воздуха за регенератором (для безрегенераторных ГТУ – за компрессором ), для заданной начальной температуры уточняют по данным рис.2.2.

Для топлив низкокалорийных и с большим содержанием посторонних примесей следует использовать имеющиеся для них данные или провести расчет состава продуктов сгорания по [3].

Работа расширения определяется аналогично работе сжатия также по формулам для идеального газа методом последовательных приближений.

Расчетное . Определяем затем

Для с_рт принимается также истинное значение с учетом коэффициента избытка воздуха по прил. 1. КПД турбины, если еще не выполнено ее подробное проектирование и не определены потери в проточной части, желательно принять по данным прототипа приблизительно с такой же нагрузкой ступеней и удельной быстроходностью. Определяется , уточняются k, , , снова и .

Для высокотемпературной ГТУ до ее детального проектирования наибольшую неопределенность в расчет тепловой схемы вносят потери, связанные с охлаждением. Они зависят от заданной начальной температуры газа, принятого типа системы охлаждения (конвективная, пленочная), температурного уровня охлаждения деталей, выбранных мест отбора воздуха для охлаждения, мест выпуска воздуха в проточную часть турбины и конструкции этих мест, температуры охлаждающего воздуха и т.д.

По данным [2], в наиболее распространенной открытой системе охлаждения отбор 1% воздуха на охлаждение уменьшает полезную работу на 1,5 – 2% и повышает удельный расход топлива на 0,3 – 0,6%.

В схемах приводных ГТУ со свободной силовой турбиной весь перепад энтальпий на турбину должен быть распределен соответственно между двумя или тремя турбинами.

Для каждой турбины должны быть определены , , , и (поправка на расход). На силовой турбине срабатывается только полезный теплоперепад.

При уточненном расчете схемы необходимо также определить давления перед и за турбомашинами и регенератором. Обычно гидравлические потери во всасывающем тракте перед компрессором укладываются в 1 %. Тогда давление воздуха за компрессором

= 0,99 . Давление продуктов сгорания перед турбиной учитывает гидравлические потери в тракте высокого давления (камере сгорания, воздухопроводах и регенераторе), т.е. . Давление продуктов сгорания за турбиной Полное давление должно быть выше атмосферного давления на величину потерь в выходном тракте.

После этого можно переходить к расчету турбомашин. Для проектирования турбин нужно по действительным теплоперепадам определить адиабатные.