Расчётное задание

Определить параметры при выходе из турбины высокого давления (ТВД), вращающей компрессор и мощность силовой турбины (СТ), вращающей центробежный нагнетатель природного газа. При расчетах принять: температура и давление газа перед турбиной Т₃^*1=1000+20·n, К (Т₃^*2= Т₃^*1+100, К; Т₃^*3= Т₃^*1+200, К), где n – номер варианта; Р^*₃=1,94 МПа; мощность компрессора N_К=23162 кВт расход газа G_г=62 кг/с; коэффициент избытка воздуха α=3; политропный КПД в ТВД η_ПТ =0,9; механический КПД турбин, учитывающий потери в подшипниках вала η_мех = 0,995; коэффициент восстановления давления в затурбинном устройстве σ_вых=0,99; давление в окружающей среде Р_а=0,1013 МПа. Построить график зависимости мощности СТ от температуры перед ТВД.

Методика расчёта

Турбина высокого давления (ТВД)

1. Мощность ТВД

N_твд = N_к/η_мех , кВт. (2)

2. Удельная работа расширения газа в ТВД

l_твд = N_твд/G_г , кДж/кг. (3)

3. По прил. 2. находим истинную массовую изобарную теплоёмкость газа C_p при температуре и α = 3.

4. Предварительное значение температуры за ТВД

Т₄₁^* = - l_твд/C_p , К. (4)

5. Средняя температура в процессе расширения в ТВД

Т_ср = ( + Т₄₁^*)/2 , К. (5)

6. По прил. 2. находим истинную массовую изобарную теплоёмкость газа C_p при температуре Т_ср и α = 3.

7. По прил. 1. находим показатель адиабаты газа к при температуре

Т_ср и α = 3.

8. Уточненное значение температуры за ТВД

Т₄₁^* = - l_твд/C_p , К. (6)

9. Степень расширения в ТВД

. (7)

10. Давление за ТВД

P₄₁^* = P₃^*/π_твд^* , МПа. (8)

Силовая турбина (СТ)

11. Степень расширения в СТ

π_ст^* = (P₄₁^* · σ_вых)/Pа. (9)

12. По прил. 1. находим показатель адиабаты газа к при температуре

Т₄₁^* и α =3.

13. Предварительное значение температуры газа за СТ

. (10)

14. Средняя температура в процессе расширения газа в СТ

Т_ср = (Т₄₁^* + Т₄^*)/2 , К. (11)

15. По прил. 1. находим показатель адиабаты газа к при температуре

Т_ср и α = 3.

16. Уточняем значение температуры газа за СТ

. (12)

17. По прил. 2. находим истинную массовую изобарную теплоёмкость газа C_p при температуре Т_ср и α = 3.

18. Мощность СТ

N_ст = G_г · C_p (Т₄₁^* - Т₄^*) , кВт. (13)

Отчётная таблица имеет вид:

Название искомой величины	Формула	Единица измерения	Значения
			Т3*1	Т3*2	Т3*3
1.
2.
…
18.

Контрольные вопросы:

1. Что такое турбина?

2. Основные части турбины?

3. Для чего изготавливают многоступенчатые турбины?

4. Нарисуйте схему ГТУ с турбиной высокого давления и силовой турбиной.

5. Назовите важнейшие параметры режима работы турбины?

Лабораторная работа № 4.

Теплообменные аппараты ГТУ

Цель работы

1. Ознакомление с конструкциями и принципами работы теплообменных аппаратов ГТУ.

2. Изучение процесса теплообмена в теплообменниках ГТУ.

3. Установление зависимости между температурой окружающей среды и тепловой мощностью воздухоохладителя.

4. Установление зависимости между расходом воздуха и температурой газа за регенератором.

Задание

1. Определить тепловую мощность воздухоохладителя ГТУ.

2. Установить зависимость между температурой окружающей среды и тепловой мощностью воздухоохладителя.

3. Определить тепловую мощность и температуру газов за регенератором ГТУ.

4. Установить зависимость между расходом воздуха и температурой газа за регенератором

5. Сопоставить между собой полученные данные.

6. Составить отчёт по работе.