26. Келтірілген газ шығыны Qн.Пр қалай анықталады?
27. Гтқ компрессорының және турбинасының ішкі салыстырмалы пәк-і.
28. ГТҚ-ның конструкциясы және негізгі элементтері
ГТҚ- жылу қозғалтқышы, онда машинаның білігіндегі механикалық энергия газдың ағынының кинетикалық энергиясы (жану өнімділігінің) арқылы алынады, ал оның өзі жанған отынның потенциальдық энергиясының нәтижесінде болады. ГТҚ-ның негізгі элементтері: газ турбинасы, жану камерасы, ауа компрессорлары жатады.
Газтурбинасы турбомашина болып есептелінеді, онда жұмысшы дененің жылу энергиясы айналатын роторда механикалық энергияға ауысады.
Турбинаның соплолық аппаратының басында жұмысшы дененің ішкі энергиясының бір бөлігі газ ағынының кинетикалық энергиясына өтеді, сосын жұмысшы доңғалақта кинетикалық энергияның бір бөлігі айналатын ротордың механикалық энергиясына ауысады. Соплолық немесе бағыттаушы аппараттардың және жұмысшы доңғалақтың тізбектілі орналасуын (қосындысын) турбинаның сатысы деп атайды.
Жұмысшы денеге жылу берудің жұмысшы денеде сығылу және ұлғаю процестерін ұйымдастыру тәсілдеріне тәуелді, ГТҚ-лар ашық және жабық циклдер болып бөлінеді. Ашық циклді ГТҚ-да сыртқы ауа, сығылу және ұлғаю процестерін және жылу беру жүйесін өте, сыртқы атмосфераға жіберіледі, сонан кейін оны алғашқы күйіне қайтару мүмкін емес. Мұнай және газ кәсіпшілігіншде ашық циклді ГТҚ-лар қолданылады, яғни олар құрылымдық, қарапайымдық және сенімділік жағын көрсетеді. Газ кәсіпшілігінде ГАА-тар үшін, көп тараған осы айтылған ГТҚ-ның схемасы.
а) – бірлікті ГТҚ; б) – екібілікті ГТҚ.
1. 2 – сурет. Ашық циклды ГТҚ-дың қарапайымдылық принципалдық схемалары: 1-осьтік компрессор; 2 – жану камерасы; 3 – газтурбинасы; 4- пайдалы жүктеме (газ айдағыш); 5 – жоғары қысымды газ турбинасы (ЖҚТ); 6 – төменгі қысымды газ турбинасы (ТҚТ) (күштік турбина). б) схемасы ГТҚ- ның көрсеткіштерін тұрақтандырушы үшін, өзгермелі жүктемелерде (газқұбырларында) кеңінен қолданылады, қай кезде тартқыш турбина 6 өзгермелі айналу жиілігінде жұмыс жасағанда, әртүрлі пайдалы жүктемедегі 4 қуатардың мәнінде.
Қарапайымды схемалы ГТҚ-ның жұмыс процесінің өтуі төмендегідей болады: атмосфералық ауа, сүзгіш жүйелерінен өтіп, осьтік компрессорге 1 беріледі. Осьтік компрессордан сығылған кейін ауа 0,5 ... 0,7 МПа мен және 180 ... 2400С температурамен жану камерасына 2 барады, онда ол екі ағынға бөлінеді: аздау бөлігі (20 ...40%) берілген жанармаймен бірге тікелей жану процесіне қатысады, ал оның көптеу бөлігі (60 ...80%), жану камерасының тұрқысымен және оның ыстық құбырының арасынан өтіп, ыстық құбырды салқындата отырып, жану камерасының соңындағы жану қоспасымен араласып шығатын газдардың температурасын керекті шамаға дейін төмендетеді, газ турбинасының қалақшасымен дискісінің ыстыққа төзімділігіне байланысты (стационарлық ГТҚ-да 750 ...850° С). газтурбинасынан кейін жану өнімділігі 400 ... 4500С пен атмосфераға жіберіледі.
Газтурбинасының өндірген қуатының (60 ...70%) осьтік компрессорді жетектеуге жұмсалады, ал қалғаны пайдалы жүктемелерді (насостар, желдеткіштер, айдағыштарды және т.б.) жетектуге жұмсалады.
29. ГТҚ-ның келтірілген сипаттамасындағы индикаторлық және нәтижелік қуаттылықтар.
1) ГТҚ-ның қуатын табуға қажетті жұмысшы дененің (отынның жану өнімділігі) шығынының, ГТҚ-ның күрек жолында ешқандай диафрагмалық құрылғыларсыз тек газтурбинасын баламалылық негізінде үлкен қималы қысым айырымы негізінде бар ретінде қарастырып (3.17) теңдеуімен анықтайды.
Газтурбинасы арқылы өтетін жұмысшы дененің шығынын анықтау үшін, проф. Н.И.Белоконьның теңдеуі қолданылады.
(3.17).
м
ұндағы
-жұмыс
режіміне байланысты шығын коэффициенті
=0,92.....0,99;
F1-ЖҚТ-ның
бірінші сатысының бағыттаушы аппаратының
шүмегінің (мойынының) ауданының
қосындысы; Р3
және Р3'-сәйкесінше
ЖҚТ-ның және ТҚТ-ның алдындағы газдардың
абсолюттік қысымдары; Т3-турбина
алдындағы жану өнімділігінің абсолюттік
температурасы; R-жану өнімділігінің
газ тұрақтысы;
3-газтурбиналарының
өткізу қабілеттілігінің термодинамикалық
сипаттамасы, төмендегідей жағдайлардың
әсерін еске алатын: ағын процесін n=х,
ағын режімін және турбинаның сатылық
санын; ұлғаю процесінің көрсеткішін
n; х-адиабатаның екінші орташа көрсеткішін.
Турбинаның алдындағы газдың температурасы газтурбинасының айнымалы п.ә.к.-нің мәнінде анықталады, ТҚТ-дағы ұлғаюдағы политроптық көрсеткіші бойынша (газтурбинасының бір аумақта бірқалыпты тарауында), содан кейін оны турбинаға толық пайдаланады.
Турбина алдындағы жану өнімділігінің температурасын t3 ұлғаю кездегі политропты процестің теңдеуінен анықтаған жөн. ТҚТ-на бойынша өлшенілген төот полиметрлердің Р2, Т2, Р3', Т3' негізінде ұлғаюдағы политроптық процестің теңдеуі құрастырылады жәнеде политроптық процестің көрсеткіші n анықталады.
(3.18)
.
(3.19)
Онда турбина алдындағы газдардың темспературасын анықтау үшін есептеу теңдеуі:
.
(3.19 б)
Компрессорға кіре берістегі ауаның шығыны Gауа материалды баланс теңдеуі бойынша табылуы мүмкін
Gауа= G1 - В0+( Gсал+ Gыс), (3.20)
мұндағы GГ-турбина арқылы өткен жану өнімділігінің шығыны; Во - жану камерасы бойынша отын шығыны; Gсал+ Gыс салқындатуға және ысырапқа кеткен ауа шығыны.
ГТҚ-ның индикаторлық қуаты мына теңдеу бойынша анықталады
,
(3.21)
мұндағы – NiТ турбинаның индикаторлық қуаты; NiК– компрессордың индикаторлық қуаты.
(3.22)
мұндағы GТауа, GКауа - сәйкес турбина және компрессор арқылы өткен ауа шығындары; hiт, hік, hіТҚТ – сәйкес сығылудағы, ұлғаюдағы және ТҚТ –дағы нақты жұмыс процестеріндегі меншікті энтальпиялар (жұмыстар) ГТҚ-ның пайдалы қуаты мына теңдеуден анықталады.
Ne = Ni - Nмех (3.23)
ОТА-тың индикаторлық қуаты
Ni а = hia* Gкел.газ, (3.24)
мұндағы hia - айдағыштың меншікті энтальпиясы қуаты; Gкел.газ, - әдетте конфузордағы газ қысымының айырмашылығы бойынша анықталатын, айдағыш арқылы өткен табиғи газ шығыны.
Пайдаланушылық жағдайларда айдағыштың индикаторлық қуаты айдағыштарыдың келтірілген сипаттамалары бойынша табылуы мүмкін.
(3.21) және (3.24) ара қатынастарын салыстыра отырып, ГТҚ-ның – айдағыштың жүйесінің келтірілген механикалық п.ә.к.-ін табамыз (бақылау ара қатынасы).
.
30. ГТҚ-ның меншікті жұмыс коэфициенті және жұмыстық дененің меншікті шығыны ԛе кг*с/кВт.