Исходные данные: Ne = 10 МВт, Т г = 1223 К, r = 0, ς тр = 0,04, Т в = 278 К, pв = 1,013∙10 5 Па, топливо – топливный газ, тип схемы – рисунок 1. Принимаются в соответствии с рекомендациями [2]: Особенностью расчета тепловой схемы трехвальной ГТУ является учет наличия двух компрессоров: компрессора низкого давления (КНД) и компрессора высокого давления (КВД), приводимых турбинами низкого (ТНД) и высокого давления (ТВД) [2]. Поскольку компрессор низкого давления сжимает воздух от меньших начальных параметров (более холодный воздух), то при равных работах сжатия на него приходится несколько большая степень повышения давления [2]. 2.1. Предварительный расчёт На этапе предварительного расчета необходимо выбрать относительную степень повышения давления . Так как в рассматриваемой установке два компрессора, то степень повышения давления обеих машин раскладывается на две составляющие: [2]. Предварительный расчет сведен в таблицу 2 [2].
ФЮРА 28.11.23.000.001.ПЗ
Таблица 2 – Предварительный расчёт тепловой схемы ГТУ
Величина
|
Обозначение
|
Расчётная формула
|
Размерность
|
Варианты
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
Степень повышения давления в цикле
|
πкΣ
|
Задаем
|
-
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
14
|
15
|
16
|
Степень повышения давления в КНД
|
πк1
|
|
-
|
2,572
|
2,778
|
2,9698
|
3,15
|
3,3204
|
3,9287
|
4,0666
|
4,2
|
Комплекс работы сжатия КНД
|
H'к1
|
|
|
0,3098
|
0,339
|
0,3648
|
0,388
|
0,409
|
0,4784
|
0,493
|
0,5069
|
Удельная работа сжатия КНД
|
Hк1
|
|
кДж/кг
|
99,997
|
109,41
|
117,73
|
125,21
|
132
|
154,39
|
159,12
|
163,58
|
Температура воздуха за КНД
|
Tк1
|
|
К
|
377,01
|
386,33
|
394,57
|
401,97
|
408,69
|
430,86
|
435,54
|
439,96
|
Степень повышения давления в КВД
|
πк2
|
|
-
|
2,3328
|
2,5198
|
2,6937
|
2,8571
|
3,0117
|
3,5635
|
3,6886
|
3,8095
|
ФЮРА 28.11.23.000.001.ПЗ
Продолжение таблицы 2
Величина
|
Обозначение
|
Расчётная формула
|
Размерность
|
Варианты
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
Комплекс работы сжатия КВД
|
H'к2
|
|
-
|
0,2738
|
0,3022
|
0,3273
|
0,3498
|
0,3703
|
0,4377
|
0,452
|
0,4654
|
Удельная работа сжатия КВД
|
Hк2
|
|
кДж/кг
|
119,85
|
135,53
|
149,91
|
163,23
|
175,67
|
218,95
|
228,53
|
237,72
|
Температура воздуха за КВД
|
Tк2
|
|
К
|
495,67
|
520,51
|
542,99
|
563,58
|
582,63
|
647,65
|
661,81
|
675,33
|
Суммарная степень расширения в турбинах
|
πтΣ
|
|
-
|
5,76
|
6,72
|
7,68
|
8,64
|
9,6
|
13,44
|
14,4
|
15,36
|
Удельная работа расширения ТВД
|
Hт1
|
|
кДж/кг
|
127,38
|
144,05
|
159,33
|
173,49
|
186,71
|
232,71
|
242,89
|
252,66
|
Температура продуктов сгорания за ТВД
|
Tт1=Tг2
|
|
К
|
1112,2
|
1097,7
|
1084,5
|
1072,1
|
1060,6
|
1020,6
|
1011,8
|
1003,3
|
ФЮРА 28.11.23.000.001.ПЗ
Продолжение таблицы 2
Величина
|
Обозначение
|
Расчётная формула
|
Размерность
|
Варианты
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
Степень расширения продуктов сгорания в ТВД
|
πт1
|
|
-
|
1,5372
|
1,632
|
1,7254
|
1,8179
|
1,91
|
2,2792
|
2,3727
|
2,4669
|
Удельная работа расширения ТНД
|
Hт2
|
|
кДж/кг
|
104,65
|
114,5
|
123,21
|
131,04
|
138,15
|
161,58
|
166,53
|
171,2
|
Степень расширения продуктов сгорания в ТНД
|
πт2
|
|
-
|
1,4717
|
1,5383
|
1,6023
|
1,6644
|
1,7251
|
1,9604
|
2,0183
|
2,0762
|
Температура продуктов сгорания за ТНД
|
Tт2=Tг3
|
|
К
|
1132
|
1123,4
|
1115,9
|
1109,1
|
1102,9
|
1082,5
|
1078,2
|
1074,1
|
Степень расширения продуктов сгорания в ТНД(ССТ)
|
πт3
|
|
-
|
2,6522
|
2,7884
|
2,8938
|
2,9745
|
3,035
|
3,1333
|
3,1323
|
3,1239
|
15
ФЮРА 28.11.23.000.001.ПЗ
Продолжение таблицы 2
Величина
|
Обозначение
|
Расчётная формула
|
Размерность
|
Варианты
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
Удельная работа расширения ТНД(ССТ)
|
Hт3
|
|
кДж/кг
|
139,2
|
144,8
|
148,6
|
151,3
|
153,0
|
154,2
|
153,6
|
152,6
|
Удельная эффективная работа
|
He
|
|
кДж/кг
|
134,4
|
139,7
|
143,5
|
146,0
|
147,7
|
148,8
|
148,2
|
147,3
|
Температура продуктов сгорания за ТНД(ССТ)
|
Tт3
|
|
К
|
1011,0
|
997,6
|
986,6
|
977,5
|
969,8
|
948,4
|
944,7
|
941,4
|
Количество теплоты воздуха, поступающего в КС
|
Qв
|
|
кДж/кг
|
485,0
|
509,3
|
531,3
|
551,5
|
570,1
|
633,7
|
647,6
|
660,8
|
Количество теплоты, подведенное к продуктам сгорания в КС
|
Qкс
|
|
кДж/кг
|
819,7
|
795,4
|
773,4
|
753,3
|
734,6
|
671,0
|
657,2
|
643,9
|
Продолжение таблицы 2
Величина
|
Обозначение
|
Расчётная формула
|
Размерность
|
Варианты
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
Эффективный КПД
|
ηe
|
|
-
|
0,164
|
0,176
|
0,186
|
0,194
|
0,201
|
0,222
|
0,226
|
0,229
|
ФЮРА 28.11.23.000.001.ПЗ
Рисунок 4. Зависимость удельной эффективной работы и эффективного КПД от степени отношения давлений в цикле ГТУ
После построения графиков на рисунке 4 необходимо найти оптимальное значение степени отношения давлений в цикле ГТУ – πопт. Для расчета πопт используется нижеописанный метод.
Прежде всего, определяются максимальные значения и (представленные на графиках рисунка 4), и находится модуль их разности [2]:
Если , то допустимо использовать формулу среднего арифметического значения для определения πопт. В противном случае, т.е. при , используется следующая зависимость [2]:
.
После определения πопт начинается уточненный расчет.
|
Скачать 5.77 Mb.