Расчет термодинамического цикла ГТУ. Газотурбинной установки
![]()
|
расчет термодинамического цикла ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ Рассчитать термодинамический цикл газотурбинной установки (рис. 7), если рабочим телом является 1 кг смеси идеальных газов следующего состава:
![]() Термодинамический цикл ГТУ с изохорным подводом теплоты Процессы сжатия и расширения в цикле политропные. Показатель политропы в процессе сжатия (1-2) равен ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 1. Характеристики рабочего тела: средняя молекулярная масса ![]() газовая постоянная ![]() теплоемкости компонентов смеси при ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() средняя удельная изобарная теплоемкость ![]() средняя удельная изохорная теплоемкость ![]() показатель адиабаты смеси идеальных газов ![]() 2. Термодинамические параметры состояния рабочего тела в характерных точках цикла (рис. 1). Точка 1. ![]() Точка 2. ![]() ![]() ![]() ![]() Точка 3. ![]() ![]() ![]() ![]() Точка 4 ![]() ![]() ![]() ![]() Значения параметров и функций состояния в характерных точках цикла
3. Значения функций состояния в характерных точках цикла: - внутренняя энергия ![]() - энтальпия ![]() - энтропия ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() 4. Изменения функций состояния во всех процессах цикла определяются по соотношению ![]() где ![]() ![]() ![]() Изменение функций процесса и состояния в процессах цикла
5. Удельные термодинамическая ![]() ![]() ![]() Процесс 1–2 – политропное сжатие. ![]() ![]() ![]() ![]() Процесс 2–3 – изохорный подвод теплоты. ![]() ![]() ![]() Процесс 3–4 – политропное расширение. ![]() ![]() ![]() ![]() Процесс 4-1 – изобарный отвод теплоты. ![]() ![]() ![]() 6. Работа цикла ![]() ![]() Карно ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 7. Цикл ГТУ в координатах ![]() ![]() Координаты промежуточных точек в процессах цикла. Промежуточная точка ![]() ![]() ![]() Промежуточная точка ![]() ![]() ![]() Промежуточная точка ![]() ![]() ![]() ![]() Промежуточная точка ![]() ![]() ![]() ![]() Промежуточная точка ![]() ![]() ![]() ![]() Промежуточная точка ![]() ![]() ![]() ![]() 8. ![]() Рис. 9. Схема ГТУ 1 – осевой компрессор, 2 – камера сгорания, 3 – турбина, 4 – нагнетатель 9. Теоретическая мощность ГТУ ![]() 10. Изотермическое расширение. Показатель политропы в процессе сжатия и расширения увеличивается на 10 % Процесс 1–2 – политропное сжатие. ![]() ![]() ![]() ![]() Процесс 2–3 – изохорный подвод теплоты. ![]() ![]() ![]() Процесс 3–4 – политропное расширение. ![]() ![]() ![]() ![]() Процесс 4-1 – изобарный отвод теплоты. ![]() ![]() ![]() Работа цикла ![]() Количество теплоты, подводимое к рабочему телу в цикле ![]() Термический КПД цикла ![]() Термический КПД цикла Карно ![]() ![]() 11. Термодинамическое совершенство цикла определяется при сопоставлении его термического КПД с КПД цикла Карно. Для цикла с политропным сжатием так называемый коэффициент заполнения равен ![]() а для цикла с изотермическим расширением рабочего тела в осевом компрессоре ![]() Термодинамический цикл с политропным расширением рабочего тела более совершенен чем с изотермическим расширением. |