4 Уточненный расчет тепловой схемы на номинальном режиме
Произведем уточненный расчет тепловой схемы для двухвальной ГТУ открытого цикла с регенерацией теплоты уходящих газов и Тг = 1250 К. Номинальное значение степени повышения давления в компрессоре πкО = 8.
Уточненный расчет подразумевает учет зависимости теплофизических параметров рабочих тел (воздуха и продуктов сгорания) – показателя адиабаты и теплоемкости от температуры и коэффициента избытка воздуха.
Адиабатный КПД осевого компрессора ƞок = 0,87.
Показатель адиабаты процесса сжатия воздуха в осевом компрессоре определяем как среднеарифметическое для входа и для выхода воздуха в компрессоре, при этом коэффициент избытка воздуза α = ∞.
Результаты расчета сведены в таблицу 4.1.
Уточненные теплофизические свойства воздуха и газа, по приложению 1, 2, 3 рекомендации [1]:
=1,01
кДж/кг*К
=1,24
кДж/кг*К
=1,22
кДж/кг*К
=1,2
кДж/кг*К
=1,01
кДж/кг*К
=1,19
кДж/кг*К
=1,395
=1,31
=1,315
Заключение
В курсовой работе выполнен расчет двух схем ГТУ: двухвальной ГТУ открытого цикла с регенерацией теплоты уходящих газов и двухвальной ГТУ открытого простого цикла. Каждая схема рассчитана для двух заданных значений температуры продуктов сгорания перед турбиной. По результатам теплового расчета для различных схем ГТУ можно сделать выводы:
1. При повышении продуктов сгорания перед турбиной возрастают и максимальные значения эффективного КПД ƞе и удельной эффективной работы Не, при этом значения степени повышения давления в компрессоре, соответствующие максимальным значениям эффективного КПД и эффективной работы, смещаются в сторону увеличения. Кроме того, при заданном значении эффективной мощности ГТУ Nе повышение температуры ведет к снижению расхода воздуха Gв, а значит и габаритов ГТУ (справедливо при неизменной частоте вращения валов ГТУ).
2. Для достижения максимальных значений эффективного КПД ƞе и эффективной работы Не в схеме ГТУ с регенерацией теплоты уходящих газов требуются меньшие значения степени повышения давления в компрессоре, чем в схеме ГТУ простого цикла.
3. При одинаковых значениях температуры продуктов сгорания перед турбиной схема ГТУ с регенерацией теплоты уходящих газов позволяет получить более высокий КПД, чем схема ГТУ простого цикла.
По результатам теплового расчета для каждой схемы определены оптимальные значения степени повышения давления в компрессоре, обеспечивающие высокие значения удельной эффективной работы и эффективного КПД.
Для одного из выбранных расчётных режимов выполнен уточненный расчет тепловой схемы с использованием уточненных теплофизических характеристик (удельная изобарная теплоемкость, коэффициент адиабаты) рабочего тела турбомашин.
Список литературы
1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ СХЕМ ПРИВОДНЫХ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК .НА НОМИНАЛЬНЫЙ И ПЕРЕМЕННЫЙ РЕЖИМЫ РАБОТЫ: Учебное пособие /В.М. Марковский, А.М. Неволин. Екатеринбург: ГОУ УГТУ-У1Ш, 2014. 26 с.