Визначення енергетичних параметрів газотурбінної установки (150126)

Посмотреть архив целиком

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 .

.

Питома витрата тепла:


.


Питома витрата палива:


.


Секундна витрата палива:


.


Рівняння енергобалансу камери згорання:


,

де – витрата повітря;

коефіцієнт надлишку повітря.


Секундна витрата повітря:



Розглянемо ГТУ з регенерацією тепла


Рис. 3.3 – Принципова схема ГТУ з регенерацією тепла


Рис. 3.4 – Ідеальний регенеративний цикл ГТУ з ізобарним підведенням тепла

Параметры в точках цикла:

Точка 1: Р1=В=0,1 МПа, Т1=15+273=288К.

Точка 2: Р2=β·Р1=6,5·0,1=0,65 МПа; ;

.

Точка 3: Р32=0,65 МПа, Т3=840+273=1113 К.

Точка 4: Р41=0,1 МПа, .


З виразу ,

.


Точка 5: Р52=0,65 МПа, розраховуємо температуру після регенератора


,


де ступінь регенерації.

.

Точка 6: ,


.


Для ГТУ з генерацією тепла внутрішній ККД установки визначається за формулою:


,


де внутрішня питома робота ГТУ при ;

питоме тепло відведення установки з регенерацією.


.

.

.


Рівняння енергобалансу регенератора:


,


де ентальпія повітря після регенератора;

ентальпія повітря на вході в регенератор;

коефіцієнт, що враховує втрати тепла в довкілля. Приймаємо .


.


Поверхня нагріву регенератора при :


,


де К – коефіцієнт теплопередачі від газу до повітря, .

.

З рівняння теплопередачі:


.

.


Середній температурний напір:


.


Случайные файлы

Файл
181148.rtf
107060.doc
13778-1.rtf
96006.rtf
18560.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.