Реальный (действительный) цикл гту

Процессы, происходящие в действительных, реальных процессах, протекают неравновесно, сопровождаются необратимыми потерями, снижающими величины полезной работы и КПД цикла. В приложении 2 представлен действительный цикл ГТУ. Для упрощения будем рассматривать только внутренние потери в компрессоре и турбине.

Действительная техническая работа на привод компрессора больше теоретической, а действительная техническая работа турбины меньше теоретической на величины потерь работы в компрессоре и турбине из—за неравновесности процессов. Эти отличия оцениваются внутренними относительными КПД компрессора и турбины .

Действительные технические работы в этом случает подсчитываются по формулам, кДж/кг:

-для компрессора

-для турбины (на 1 кг воздуха)

где - коэффициент изменения массового расхода воздуха газа ( =1,01-1,02). Коэффициент учитывает, что через турбину протекает большая (на величину сгоревшего топлива) масса газа, чем через компрессор.

Значения внутренних относительных КПД турбины и компрессора примерно одинаковые, однако КПД компрессора всё же меньше КПД турбины:

.

Внутренняя (индикаторная) полезная работа ГТУ, отнесённая к 1 кг воздуха, определяется по формуле, кДж/кг:

или

где:

_.

Для более ответственного расчёта, примем меньший из двух индикаторных работ.

Внутренний относительный КПД ГТУ определится как отношение индикаторной работы ГТУ к работе идеального цикла ГТУ:

_,

а индикаторный КПД ГТУ – как отношение внутренней (индикаторной) работы к подведённому количеству теплоты

Эффективный КПД ГТУ:

где - механический КПД для ГТУ.

Последний определяется как произведение коэффициентов, учитывающих механические потери в турбине, компрессоре и редукторе, а также коэффициентов, учитывающих механические потери на привод навесных механизмов на вращение вхолостую турбины заднего хода (ТЗХ).

Значения указанных коэффициентов находятся в пределах:

Эффективный КПД учитывает все потери. Его значения колеблются в пределах:

С другой стороны, эффективный КПД ГТУ может быть подсчитан и по иной формуле:

где - удельный эффективный часовой расход топлива, кг/(кВт*ч).

Эффективная мощность ГТУ может быть подсчитана по формуле, кВт:

_,

где М – часовой расход воздуха, кг/ч; - секундный расход воздуха, кг/с.

Формула может быть использована для определения расхода воздуха при заданном значении мощности ГТУ. Тогда расход газов . В современных простых ГТУ на 1 МВт мощности обычно требуется секундный расход воздуха, равный .

По рассчитанному значению эффективного КПД ГТУ следует определить

удельный эффективный часовой расход топлива на всю установку, кг/ч:

_,

А также часовой расход топлива на всю установку, кг/ч:

Таким образом, в результате расчёта действительного цикла следует определить параметры в характерных точках, индикаторную работу ГТУ, количество подведённой и отведённой теплоты, коэффициенты полезного действия ГТУ (индикаторный, относительный индикаторный, механический и эффективный), секундный расход воздуха на установку, её эффективную мощность, а также удельный эффективный и полный часовые расходы топлива.

Расчет параметров для построения индикаторной диаграммы ГТУ:

_;

	р, МПа	v, кг/м3	T, К	s, кДж/(К*кг)
1	0,1	0,83	298	0,039
2д	1	0,23	628	0,11
3	1	0,33	1023	0,48
4д	0,1	1,33	579	0,58

Рис. 3 Реальный (действительный) цикл ГТУ в координатах PV

Рис. 3 Реальный (действительный) цикл ГТУ в координатах TS