федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»

Теплоэнергетический факультет

Кафедра паровых и газовых турбин

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Проектирование и эксплуатация ГТУ»

Расчет и оптимизация параметров цикла гту

Выполнила студентка гр. 5-10: Куранова Е.С.

Проверил доцент кафедры: Буданов В.А.

Иваново 2014

Содержание:

1. Исходные данные………………………………………………………...3

2. Задание к курсовой работе………………………………………………3

3. Расчет цикла простой ГТУ………………………………………………4

4. Расчет цикла ГТУ с регенерацией теплоты уходящих газов………….9

5. Расчет цикла ГТУ с двухступенчатым сжатием и двухступенчатым расширением…………………………………………………………….16

6. Вывод…………………………………………………………………….24

1. Исходные данные

Табл. 1. Исходные данные для выполнения курсовой работы

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение	Размерно-сть	Величина
1	Давление воздуха окружающей среды		бар	1
2	Температура воздуха окружающей среды		°C	15
3	Температура газа перед турбиной		°C	1200
4	КПД камеры сгорания		-	0,98
5	Коэффициент, учитывающий потери давления в воздушном тракте между компрессором и КС		-	0,982
6	Коэффициент, учитывающий потери давления в системе всасывания и подготовки воздуха перед компрессором		-	0,973
7	Внутренний относительный КПД компрессора		-	0,875
8	Внутренний относительный КПД турбины		-	0,89
9	Степень регенерации		-	0,71

2. Задание к курсовой работе

1) Рассчитать цикл простой ГТУ при оптимальной степени повышения давления в компрессоре (когда КПД цикла максимален). Изобразить схему и цикл в Pv- и Ts- диаграмме;

2) Рассчитать цикл ГТУ с регенерацией теплоты уходящих газов при оптимальной степени повышения давления в компрессоре (когда КПД цикла максимален). Изобразить схему и цикл в Pv- и Ts- диаграмме;

3) Рассчитать цикл ГТУ с двухступенчатым сжатием и двухступенчатым расширением. Степень повышения давления в цикле принять как в первом задании. Степени повышения давления в каждом компрессоре распределить исходя из условия получения максимального КПД цикла. Изобразить схему и цикл в Pv- и Ts- диаграмме.

3. Расчет цикла простой гту

Сначала определим оптимальную степень повышения давления в компрессоре (когда КПД цикла максимален ). Для этого зададимся давлением за осевым компрессором и построим график зависимости КПД ГТУ от степени повышения давления в компрессоре (. Затем, определив максимальный КПД цикла, определим параметры во всех характерных точках цикла.

Табл.2 Расчёт данных для построения зависимости

Велич-ина	Давление воздуха за компресс-ором	Степень повышения давления в осевом компрессоре	Степень повышения температуры в осевом компрессоре	КПД цикла ГТУ
Размер-ность	бар	-	-	-
Способ определ-ения	, задаёмся
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30	11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30	11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30	1.984 2.03394 2.08099 2.12552 2.16783 2.20818 2.24676 2.28375 2.31931 2.35355 2.38659 2.41852 2.44943 2.4794 2.50848 2.53675 2.56425 2.59104 2.61715 2.64262	0.3103 0.3151 0.3191 0.3224 0.3251 0.3274 0.3292 0.3306 0.3317 0.3325 0.3331 0.3334 0.3336 0.3335 0.3333 0.333 0.3325 0.3318 0.331 0.3302

Рис.1 Зависимость КПД ГТУ от степени повышения давления в компрессоре

– степень повышения температуры в цикле

Из рис.1 видно, что достигается при

Найдём параметры в характерных точках цикла, изобразим схему и цикл в Ts- и pv-диаграммах. Допустим, что рабочим телом на протяжение всего цикла является воздух как для ОК, так и для ГТ, на оптимизацию цикла это никак не повлияет, а для всех расчётов будем брать постоянные воздуха.

Расчёт температур в характерных точках:

По температурам находим остальные параметры в характерных точках.

Точка 1:

- теплосодержание

- стандартная энтропия

Точка 2:

- теплосодержание

- стандартная энтропия

Точка 3:

- теплосодержание

- стандартная энтропия

Точка 4:

- теплосодержание

- стандартная энтропия

Действительная работа ОК, ГТ и ГТУ:

Рис.2 Схема простой ГТУ

Рис. 3. Простой цикл ГТУ в Ts – диаграмме

Рис. 4. Простой цикл ГТУ в pv - диаграмме