Визначення енергетичних параметрів газотурбінної установки (стр. 1 из 2)

Завдання

Визначити ефективний ККД

та корисну потужність газотурбінної установки без регенерації тепла з ізобарним підведенням тепла, якщо відомі такі параметри ГТУ: ступінь підвищення тиску , внутрішні відносні коефіцієнти потужності турбіни і компресора , температура повітря перед компресором і витрата повітря через ГТУ . Робоче тіло має властивості повітря ( , ), барометричний тиск В=100кПа, механічний ККД турбіни дорівнює , а механічний ККД компресора ГТУ – .

Зобразити схему ГТУ без регенерації і з регенерацією та визначити витрату

палива з теплотою згорання в регенеративному циклі зі ступенем регенерації і порівняти отримане значення з витратою палива в циклі без регенерації.

Визначити поверхню регенератора, беручи коефіцієнт теплопередачі

і .

Розглянути також цикл ГТУ з утилізацією невикористаної теплоти, у якому ¾ відведеної в циклі теплоти підводить в утилізаційний парогенератор з метою одержання перегрітої водяної пари для парової турбіни. Визначити параметри характерних точок циклу Ренкина ПТУ, питомі витрати тепла і палива комбінованого циклу і зрівняти їх з показниками регенеративного циклу ГТУ, якщо внутрішній відносний коефіцієнт потужності парової турбіни дорівнює

.

Таблиця 1 – Вихідні дані:

		кг/с
15	840	6,5	0,86	0,86	27

Рис. 3.1 – Принципова схема ГТУ з ізобарним підведенням тепла

Рис. 3.2 – Ідеальний не регенеративний цикл ГТУ з ізобарним підведенням тепла

1–2 – адіабатне стиснення повітря в компресорі при

;

2–3 – ізобарне підведення тепла при ступені зміни температури

;

3–4 – адіабатне розширення в турбіні;

4–1 – ізобарне відведення тепла.

Ступінь підвищення тиску в компресорі:

1.

, ; .

2.

, ,

показник адіабати.

3.

;

, .

4.

,

.

Кількість підведеного тепла в циклі:

,

.

Кількість відведеного тепла:

Термічний ККД ідеального циклу:

,

.

.

Робота турбіни:

Питома робота ідеального компресора:

.

Питома корисна робота циклу:

.

Рівняння енергетичного балансу ідеальної ГТУ:

,

де

корисна потужність ідеальної ГТУ;

витрата робочого тіла;

масова продуктивність повітряного компресора ГТУ, кг/с;

витрата палива, кг/с.

.

.

.

Потужність ідеальної турбіни:

.

Потужність адіабатного компресора з рівняння енергобалансу установки:

.

Питомі витрати тепла

і палива :

;

.

Для

знаходимо температуру повітря після компресора

.

Питома кількість підведеного тепла:

.

Дійсна питома внутрішня робота компресора:

.

Питома внутрішня робота турбіни:

.

Питома внутрішня робота ГТУ:

.

Механічний ККД ГТУ:

,

.

Внутрішній коефіцієнт потужності установки:

Ефективний коефіцієнт потужності ГТУ:

,

де

- коефіцієнт використання тепла палива в камері згорання. Приймаємо .

.