МИН. ВЫС. ОБР. РФ Курсовая работа. Методические указания для студентов специальности пт по дисциплине Тепловые двигатели и нагнетатели

Название	Методические указания для студентов специальности пт по дисциплине Тепловые двигатели и нагнетатели
Дата	19.04.2023
Размер	2.49 Mb.
Формат файла
Имя файла	МИН. ВЫС. ОБР. РФ Курсовая работа.doc
Тип	Методические указания #1074659
страница	2 из 7

1 2 3 4 5 6 7

III ПРИНЯТЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО

РАСЧЕТА [1]
а) Все расчеты ведутся по удельным величинам, отнесённым к одному килограмму сухого воздуха, поступившего на сжатие в компрессор ГТУ и на 1 кг продуктов сгорания (расчет проточной части турбины). В связи с этим, в расчеты вводятся две характеристики: приведенная молекулярная масса продуктов сгорания и удельный водяной эквивалент продуктов сгорания топлива

Приведенная молекулярная масса продуктов сгорания есть отношение массы сухого воздуха (М_А) к количеству молей продуктов сгорания (

). Удельный водяной эквивалент продуктов сгорания

есть величина отношения водяного эквивалента продуктов сгорания (М С_р) к расходу сухого воздуха (М_A).

б) Для получения значений

необходимо выполнить подробные расчеты характеристик топлива.

в) Для нахождения оптимального соотношения давлений сжатия в цикле следует выполнить вариантные расчеты при различных значениях С. Для регенеративных схем необходимо принять следующие значения С=3, 4, 5, 6, 7; для безрегенеративных схем С =3, 4, 5, 6, 7,. 8 и т. д. до получения явно выраженного оптимума

= f (С), причем чем больше мощность установки тем больше значение относительного соотношения С.

г) Отыскание оптимального значения С осуществляется графически, путем построения зависимости

= f (С).
IV РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА
В дальнейшем все расчеты иллюстрируются на примере расчета газотурбинной установки ГТ-750-6 НЗЛ, исходные данные приняты в соответствии с заданием.

1. Молярный (объемный) состав топливного газа.

В качестве топливного газа, в соответствии с заданием, принимается ставропольский природный газ.

Исходные данные по молярному составу газа в процентах берутся из справочной литературы.


98, 0	0, 4	0, 2	—	0, 1	—	1,3

2. Молекулярная масса газа:

где

— молекулярная масса компонентов газообразного топлива.

3. Элементарный массовый состав топлива в процентах:

____________________________________________________________

Итого: 100%
4. Характеристика элементарного состава топлива:

5.Теоретически необходимый расход сухого воздуха в кг на 1кг топлива:

6.Теплота сгорания газообразного топлива (таблица А.3)

,

где

- низшая молярная теплота сгорания в кДж/моль и низшая теплота сгорания в кДж/кг;

r_i—молярные концентрации компонентов в %;
— средняя молекулярная масса газообразного топлива;

и Q_i —низшая теплота сгорания компонентов в кДж/кмоль и в кДж/кг.

7. Характеристика Вельтера-Бертье-Коновалова:

8. Приведенная молекулярная масса влажного воздуха

где

— асчетное значение относительной влажности воздуха (принятое расчетное значение

= 0,6);

—содержание влаги в воздухе при полном насыщении при t=t_а= + 15°С, Рнар=740 мм рт. ст. (таблица А.4).

9. Начальное значение приведенного водяного эквивалента влажного воздуха

(t=t_а= + 15°С)

Ср₁х = С_рА +

С_рн₂о=1,005+0,6∙0,0115∙1,863=1,018 кДж/кг^оС

где С_рА, С_рн₂о—истинные теплоемкости сухого воздуха (C_pA) и водяного пара (

) при t_a= + 15°С. Теплофизические характеристики сухого воздуха берутся из таблицы 1.

Таблица 1. Теплофизические характеристики сухого воздуха

t, °С	ρ, кг/м³	С_рА,кДж/кг°С	v,10^-4м/с	Pr
-40	1,515	1,013	10,04	0,728
-20	1,395	1,009	12,79	0,716
-10	1,324	1,009	12,43	0,712
0	1,293	1,005	13,28	0,707
20	1,205	1,005	15,06	0,703
40	1,128	1,005	16,98	0,699
60	1,060	1,005	18,97	0,696
80	1,000	1,009	21,09	0,692

10. Начальное абсолютное давление сжатия:

Удельная теплоемкость водяных паров берется из таблицы 2.

Таблица 2. Удельная теплоемкость водяных паров

t, °С	С_р, Дж/кг°С	t, °С	С_р, Дж/кг°С
-40	1792,0	40	2413,5
-20	1909,0	60	2577,8
0	2101,1	80	2726,6
20	2257,0

11.Абсолютное давление в выхлапном патрубке турбины:

=0,098+0,0008+0,0032=0,102МПа

В дальнейшем, для удобства оформления материалов проекта все основные уравнения термодинамического расчета и результаты вычислений должны быть сведены в табл. 1

В примечаниях этой таблицы даны ссылки на текст настоящих методических указаний, включая специальные таблицы и графики приложений, а также на таблицы наиболее важных промежуточных вычислений.

В пункте 2 табл. 1 приведены ссылки на результаты предыдущего расчета

A = 8,314кДж/кмоль °C;

= 28,65; С_рх(Т_а)= 1,018 кДж/кг °С.

В пункте 3 табл. 1 вспомогательная показательная функция Е(x₁,_c) определяется путем интерполирования данных, приведенных в прил. II, табл. 1.

В пункте 11 табл. 1 предварительное значение коэффициента избытка воздуха

(

), без учета влияния регенеративного подогрева,(t₁=t_c) определяется по формуле:

Целесообразно вычисление α₀ выполнять по этапам и результаты привести в таблице промежуточных вычислений.

Пункт 12, табл. 1. Вычисление приведенной молекулярной массы продуктов сгорания (µ₀) производится по формуле:

г

де r₀= 0,2095 молярная концентрация кислорода в сухом воздухе.

Целесообразно величину

_o вычислять по отдельным этапам, результаты привести в таблице промежуточных вычислений:

Вспомогательная таблица а

Величина		Размерность		Соотношение давлений сжатия
					3		4		5		6		7
	°С		442,0			464,7		490,4		490,4		502,6
C_pm,A(_прил_.IV,_таб_.1)	Дж/кг° С		1,062			1,067		1,069		1,070		1,072
C_pm,Н2О(прил.IV,таб.2)	Дж/кг° С		1,685			2,089		2,376		2,608		2,837
	Дж/кг° С		0,2127			0,214		0,216		0,217		0,219
С_{pm, A} + _pm,H20	Дж/кг° С		1,074			1,081		1,085		1,088		1,092
	Дж/кг° С		4,612			4,939		5,198		5,471		5,741
	—		4,013			4,281		4,499		4,732		4,954
	—		0,2492			0,2336		0,2223		0,2113		0,2019

1 2 3 4 5 6 7