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	3 из 7

1 2 3 4 5 6 7

Вспомогательная таблица б

Величины	Соотношения давлений сжатия
	3	4	5	6	7
	0,4985 0,0260 0,0354 28,25	0,4985 0,0244 0,0354 28,28	0,4985 0,0232 0,0353 28,30	0,4985 0,0221 0,0353 28,34	0,4985 0,0211 0,0353 28,38

Пункт 19, табл. 1. Температура за турбиной (t_s) выбирается в первом приближении. При t_z= 750-800°С, t_s 450 -500°С (грубое приближение независимо от С_z).

Величина С⁰_pm определяется по графику при

и переменном значении

рис. 8 приложения.

Пункт 23 табл. 1. Уточненное значение коэффициента избытка воздуха определяется по формуле:

где

— температура воздуха за регенератором.
Величины (C_pm.A +

С_рm,Н2О) и (∆С'_р) определяются в зависимости от средней температуры

.

Конечные результаты термодинамического расчета ГТУ—удельная работа сжатия (h_iС) и расширения (h_iz), удельная эффективная работа ГТУ (h_е) и эффективный к. п. д. ГТД (

_е) представляются графически (рис. 2) в функции соотношения граничных давлений^ цикла (С=Р_С/Р_a).

При курсовом проектировании рекомендуется полученное оптимальное значение С, соответствующее

=max, округлить до ближайшего меньшего целого значения.

Это объясняется тем, что практически ГТУ работают всегда при значениях С, меньших оптимальных расчетных значений.

При дипломном проектировании сохраняются те же принципы выбора С. Однако в ряде случаев возникает необходимость принять величину С, не равную целому числу. Тогда термодинамический расчет дополняется расчетами всех параметров (табл. 1) при выбранном С.

В рассматриваемом примере оптимальное значение соотношений давлений сжатия выбрано равным С =5. Все последующие расчеты ведутся из условия соотношения давлений сжатия в осевом компрессоре С=5.

Рис. 2. Зависимость удельной работы ( ) и коэффициентов полезного действия ( ) от соотношения давления сжатия (С)

V. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА ГТУ
При курсовом проектировании расчет осевого компрессора ГТУ не производится, однако, в связи с необходимостью распределения мощности между компрессорной (ТВД) и силовой (ТНД) турбинами в установках с разрезным валом (или двухвальных ГТУ) необходимо выполнить предварительный расчет, мощности осевого компрессора.

При расчетах и проектировании одновальных ГТУ предварительный расчет мощности осевого компрессора не производится.

Таблица 3. Термодинамический расчет газотурбинной установки ГТ-750-6 Невского машиностроительного завода им. В. И. Ленина

№ п/п	Наименование соотношений или характеристик	Расчетное уравнение	Размер-ность	Соотношение давлений сжатия					Примечание
№ п/п	Наименование соотношений или характеристик	Расчетное уравнение	Размер-ность	3	4	5	6	7	Примечание
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	In С = 2,3026 lg С	—		1,099	1,386	1,609	1,792	1,946	AR = 8314
2	Начальное расчетное значение аргумента (показателя) процесса сжатия		—	0,313	0,395	0,459	0,511	0,555	=28,65 С_рх(T_а)=1,018 кДж/кгК
3	Вспомогательная показательная функция			1,174	1,226	1,269	1.305	1,337	Прил. II, табл. 1
4	Удельная адиабатическая работа сжатия		кДж кг	107,86	142,11	170,8	195,5	217,5
5	Удельная индикаторная работа сжатия	h_ic=h_c/η_ic	кДж кг	121,2	159,7	191,9	219,7	244,4	η_i_с – из задания
6	Температура воздуха в конце сжатия (индикаторный процесс)		°С °К	134,1 407,3	174,9 448,1	203.5 476,7	230,8 504,0	255,2 528,4
7	Конечное давление сжатия	P_c=cP_a	МПа	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
8	Давление на входе в турбину		ата	2,894	3,912	4,932	5,951	6,971	По заданию
9	Соотношение давлений расширения	C_z = P_zIPs ,	—	2,783	3,762	4,742	5,722	6,703
10	In С_z= 2,3026 lg C_z	lgc_z lnC_z	— ―	0,4445 1,024	0,5754 1,325	0,6759 1,556	0,7575 1,744	0,8263 1,903
11	Коэффициент избытка воздуха ( )	—	—	4.013	4.281	4.499	4.732	4.954	Вспомогательная таблица, а
12	Приведенная молекулярная масса продуктов сгорания		—	28,25	28,28	28,30	28,34	28,38	Вспомогательная таблица, б
13	Молекулярная масса продуктов сгорания		—	28,44	28,48	28,49	28.53	28,57
14	Удельный водяной эквивалент продуктов сгорания		кДж кг^оС	1.206	1,203	1,202	1,197	1,193	Определяется по графику (рис.6)
15	Начальное расчетное значение аргумента (показателя) процента расширения		—	0,2466	0,3196	0,3753	0,4207	0,4590
16	Вспомогательная показательная функция		—	0,8869	0,85581	0,83194	0,81656	0,80156	Прил. II табл. 2
17	Удельная адиабатическая работа расширения		кДж кг	269.6	336.6	384.3	422.8	452,9
18	Удельная индикаторная работа расширения		кДж кг	229,16	286,11	326.7	359.4	384..9
19	Предварительное значение приведенного эквивалента продуктов сгорания при рас- ширении		кДж кг^оС	1,172	1,171	1,168	1,163	1,160	(первое приближение)
20	Температура продуктов сгорания в конце расширения (индикаторный процесс)		⁰C	554.5	505.7	470.3	440.9	418.9
21	Температура воздуха после регенератора		°С	428.4	406.5	390.3	377..9	369.3
22	Средняя температура в камере сгорания с учетом повышения температуры воздуха в регенераторе		°С	589.2	578.3	570.2	563.95	559.7
23	Уточненное значение коэффициента избыт- ка воздуха		—	8.241	7.981	7.593	7.319	7.127
24	Удельная индикаторная работа газотурбинно- го двигателя (ГТД)		кДж кг	107.96	126,41	134,8	139,7	140,5
25	Эффективная удельная работа расширения		кДж кг	224,6	280,4	320,2	352,2	377,2
26	Эффективная удельная работа сжатия		кДж кг	123,7	163,0	195,8	224,2	249,4
27	Удельная эффективная работа ГТД		кДж кг	100,9	117,4	124,4	128,0	127,8
28	Удельный расход теплоты		кДж кг	351,7	363,2	381,7	396,0	406,7
29	Индикаторный к.п.д. ГТД		—	0,3069	0,348	0,353	0,3527	0,3455
30	Эффективный к. п.д ГТД		—	0,2869	0,3232	0,3259	0,3232	0,3142
31	Эффективный к.п.д. ГТУ		—	0,2855	0,3216	0,3243	0,3216	0,3126
32	Секундный расход сухого воздуха		кг.\сек	59,76	51,36	48,47	47,11	47,18
33	Часовой расход топлива		кг\час	1552	1377	1366	1368	1417

Для расчета мощности компрессора двухзальных ГТУ используются данные задания и результаты термодинамического расчета.

Удельная индикаторная работа сжатия воздуха в осевом компрессоре =191,9кДж/кг(термодинамический расчет— п. 5).

Расход сухого воздуха через осевой компрессор М_А=48,93 кг/сек (из термодинамического расчета п. 32, без учета утечек воздуха через уплотнения компрессора и расхода воздуха на охлаждение лопаток и дисков турбины).

Расход сухого воздуха через осевой компрессор с учетом утечек и охлаждения турбины

М_ас= М_a (1 + 0,01+0,005) = М_A* 1,015 =48,47*1,015 = 49,20кг/сек.

Механический к. п. д. осевого компрессора

= 0,98. Индикаторная мощность осевого компрессора:

Эффективная мощность осевого компрессора

1 2 3 4 5 6 7