методичка по курсовому проекту - термодинамика. Методические указания к курсовой работе для студентов всех форм обучения направления 13. 03. 01 Теплоэнергетика и теплотехника
 Скачать 2.46 Mb.
|
2. РАСЧЕТ ЦИКЛОВ ГТУ2.1. Расчет теоретического цикла одноступенчатой ГТУОпределение теплофизических характеристик газов подробно рассмотрено в [6]. Газовая постоянная воздуха R,  , находится как ,где  – молекулярная масса воздуха (см. прил. 2).Теплоемкости  находятся по молекулярно-кинетической теории с помощью таблицы прил. 3 (считая воздух двухатомным газом): Показатель адиабаты для воздуха выбирается как для двухатомного газа (см. прил. 3). Из уравнения состояния идеального газа, записанного для 1 кг рабочего тела,  находится начальный удельный объем воздуха Степень повышения давления  , откуда можно найти давление воздуха после компрессора .Процесс сжатия воздуха в компрессоре считается адиабатным (см. рис. 1.2), следовательно,   ,откуда можно найти объем и температуру после компрессора v2 и T2. Значение Т2 можно также найти из уравнения состояния идеального газа .. Процессы подвода и отвода теплоты происходят при p = const, поэтому р3 = р2; р4 = р1. Тогда из уравнения состояния идеального газа можно найти объем  .Значение удельного объема v4 и температуры T4 найдем из уравнения адиабатного процесса расширения 3–4:  а температурe T4 также можно найти из уравнения состояния идеального газа . Удельные количества подведенной и отведенной теплоты в цикле найдем по выражениям (1.1) и (1.2); а удельные работы турбины, компрессора и полезную работу цикла определяют по (1.3–1.5). Тогда термический КПД цикла можно найти согласно (1.6) или согласно (1.7). Результаты расчета должны совпадать. Зная мощность турбины, можно найти расход рабочего тела через установку в соответствии с (1.8) и расход топлива согласно (1.9) Для построения цикла в (p-v) и (T-s) в масштабе необходимо знать значение энтропии в характерных точках цикла. Для расчета энтропии воздуха как идеального газа используем выражение  ,где p0 = 1.013*105 Па и T0 = 273 К – параметры нормальных физических условий. 2.2. Расчет теоретического цикла с предельной регенерацией теплоты В случае предельной регенерации теплоты степень регенерации σ = 1,  и  (см. рис. 1.3). Удельные количества подведенной и отведенной теплоты в цикле с регенерацией согласно (1.11), (1.12). КПД цикла находится по выражению (1.6), а расходы рабочего тела и топлива – по выражениям (1.8, 1.9). 2.3. Расчет теоретического цикла с непредельной регенерацией теплоты. Степень регенерации теплоты равна:  ,Из этого выражения при заданной степени регенерации находятся температуры  и  .Тогда удельные количества подведенной и отведенной теплоты в цикле с регенерацией  ; .Термический КПД в цикле с регенерацией  .2.4. Расчет действительного цикла Действительный цикл ГТУ с подводом тепла при p = const изображен на рис. 1.4. Из выражений для внутренних относительных КПД турбины и компрессора (1.13), (1.14) находятся действительные работы турбины и компрессора  и  (теоретические значения  и  найдены при расчете теоретического цикла).Зная значения и и используя выражения (1.15), (1.16), можно найти температуры Т2д и Т4д:Тогда удельные количества подведенной и отведенной теплоты, а также полезно используемая теплота действительного цикла  , , .Полезная работа цикла  .Внутренний КПД цикла  .2.5. Расчет действительных циклов с предельной и непредельной регенерацией теплоты Расчет ведется аналогично теоретическим циклам с предельной и непредельной регенерацией (см. п. 2.2, 2.3), только вместо теоретических температур используются их действительные значения. 2.6. Расчет циклов двухступенчатой ГТУ Расчет ведется аналогично рассмотренным выше циклам одноступенчатой ГТУ. Характер процессов указан на диаграмме (рис.1.6). |