Решение

1. Температура воздуха за входным устройством Т₁^*=Т_а=288 К.

2. Давление воздуха за входным устройством

МПа.

3. По рис. 10.2 находим истинный показатель адиабаты при температуре Т₁^*: k=1,41.

4. Предварительное значение температуры воздуха за компрессором

К.

5. Средняя температура воздуха в процессе сжатия

К.

6. По рис. 10.2 находим уточненное значение истинного показателя адиабаты при температуре Т_ср=348,6 К: k=1,405.

7. Уточненное значение температуры воздуха за компрессором

К.

8. Давление воздуха за КНД

МПа.

9. Истинная массовая изобарная теплоемкость воздуха при Т_ср=348,6 (по рис. 10.3): С_р=1,010кДм/кг∙К.

10. Удельная работа сжатия воздуха в КНД

кДж/кг

11. Мощность, затрачиваемая на привод КНД

кВт

Ответ: Т₂₁^*=407,9 К; Р₂₁^*= 0,3009 МПа; l_КНД = 121,1 кДж/кг; N_КНД = 7266 кВт.

Рис. 10.2. Истинный показатель адиабаты k продуктов сгорания при различных коэффициентах избытка воздуха α

Пример 10.4. Определить удельную работу и мощность, затрачиваемую на сжатие влажного воздуха в компрессоре ГТУ при следующих данных: температура воздуха при входе и выходе из компрессора Т_а=288,0 К Т₂^*=407,0 К; давление воздуха Р_а=0,1013 МПа; относительная влажность воздуха =0,7; расход воздуха 30 кг/с.

Решение

1. Давление насыщения при температуре Т₁^*=288 К (15С) (находится по табл. 10.1)

Таблица 10.1

Давление насыщения P_S водяного пара при различных температурах t, ^оС

t, 0С	0	5	10	15	20	25	30	35	40
PS, Па	611	872	1227	1741	2337	3166	4242	5468	7375

Р_н1=1741 Па = 0,001741 МПа.

2. Парциальное давление пара во влажном воздухе

Р_п1= Р_н1 =0,7∙0,001741=0,0012 МПа.

3. Парциальное давление сухого воздуха

МПа.

4. Влагосодержание

кг влаж/кг сух. возд.

где R_в=287,4 Дж/кг∙К; R_п=462,0 Дж/кг∙К – газовые постоянные воздуха и пара.

5. Средняя температура процесса сжатия влажного воздуха в компрессоре

К.

Таблица 10.2

Истинная массовая теплоемкость воды и водяного пара С, кДж/кг∙К, при различных давлениях и температурах

t	Давление P, МПа
	0,01	0,1	0,5	1,0
0	4,217	4,217	4,215	4,212
20	4,182	4,182	4,181	4,179
40	4,179	4,179	4,178	4,176
60	1,899	4,185	4,184	4,183
80	1,900	4,196	4,195	4,194
100	1,902	2,038	4,215	4,213
120	1,908	2,002	4,244	4,242
140	1,915	1,984	4,284	4,283
160	1,923	1,976	2,287	4,337

6. Истинная массовая изобарная теплоемкость сухого воздуха при Т=Т_ср (рис. 10.3): С_рв=1,010 кДж/кг∙К.

7. Истинная массовая теплоемкость влаги при Т=Т_ср (по табл. 10.2): С_w=4,187 кДж/кг∙К.

8. Истинная изобарная теплоемкость влажного воздуха при Т=Т_ср

кДж/кг∙К.

8. Удельная работа сжатия воздуха в компрессоре

кДж/кг.

Рис. 10.3. Истинная удельная теплоемкость С_р продуктов сгорания при различных коэффициентах избытка воздуха α

8. Мощность, затрачиваемая на привод компрессора

кВт.

Ответ: l_k=123,9 кДж/кг; N_k=3716 кВт.

Пример 10.5. Определить параметры воздуха за промежуточным воздухоохладителем (ВО) ГТУ и тепловую мощность отбираемую от воздуха в ВО при следующих данных: температура и давление воздуха при входе в ВО Т₂₁^*=407,9 К, Р₂₁^*=0,3009 МПа; температура окружающей среды Т_а=288,0 К; коэффициент давления в ВО σ_ВО=0,97; степень охлаждения воздуха в ВО θ=0,84; расход воздуха G_в=40 кг/с.