репад ентальпій при Hк=0,87
Температура повітря за компресором, рівна температурі повітря, що надходить в камеру згоряння
. Розрахунок камери згоряння
При відсутності даних по паливу за його основу приймаємо стандартний вуглеводень (85% С і 15% Н), для якого нижча теплота згоряння і теоретичне кількість повітря, необхідне для спалювання 1 кг палива,. Приймемо ККД камери згоряння. Фізичної теплотою палива, що вноситься в камеру згоряння, нехтуємо.
У першому наближенні відносна кількість повітря, що міститься в продуктах згорання за камерою згоряння, визначається з рівняння теплового балансу
=
=[44300 · 0.99 + 15 · 350? (15 + 1) · 1 350]/(1200? 350)=32,36.
Значення теплосодержания повітря і і продуктів згоряння при при відповідних температурах приймалися за графіками [4, дод. 1, рис.4, рис.5].
Коефіцієнт надлишку повітря для найпростішої схеми
a=(Lo + qв)/Lo=(32,36 + 8,78)/15=3,16.
Питома витрата робочого тіла в КС збільшився на величину
топ=1/(a? Lo)=1/(3,16? 15)=0,0211.
. Розрахунок газової турбіни
Для схеми ПГУ коефіцієнт втрат тиску=1,07, тоді=11,5/1,07=10,75.
Тиск перед турбіною
.
Тиск за турбіною
.
Процес розширення (у першому наближенні)
,
звідки; ; при a=3,16.
ізоентропійним температура розширення за турбіною (у першому наближенні)
До.
Процес розширення (у другому наближенні)
;
звідки; ; при a=3,16.
ізоентропійним температура розширення за турбіною (у другому наближенні)
До.
Процес розширення (у третьому наближенні)
;
звідки; ; Ср (ср)=1,182 кДж/кг; при a=3,16.
ізоентропійним температура розширення за турбіною (у другому наближенні)
До.
ізоентропійним перепад ентальпій (теоретична робота) в турбіні розраховується за висловом
.
Дійсна робота розширення в турбіні
Дійсна температура газу за турбіною
.
Витрата газу для охолоджуваної ГТУ визначається по співвідношенню
.
Ефективна питома робота охлаждаемой ГТУ визначається з виразу
де - внутрішній ККД турбіни з урахуванням втрат від охолодження в проточній частині;- Коефіцієнт гідравлічних втрат;
- коефіцієнт термодинамічних втрат);
. При (тому схема установки бінарна, без регенерації)
- по прототипу;
- витрата палива;
;
- механічний ККД турбіни;
- механічний ККД компресора.
Витрата газу.
Витрата палива визначаємо за висловом
,
де;
;-теплосодержаніе повітря на виході з компресора;
- теплосодержание продуктів згоряння перед турбіною.
Відносний витрата палива
.
Таким чином, в даному варіанті ПГУ в порівнянні з найпростішої ГТУ через збільшення опору вихідного тракту питома робота ГТУ знизилася, витрата газу і повітря зросли. Відносний ж витрата палива склав=0,0159.
. Визначення техніко-економічних показників ГТУ
Для того, щоб правильно оцінювати теплотехнічний рівень спроектованої ГТУ, мати можливість порівняння її з кращими аналогічними зразками і робити правильні висновки за отриманими результатами, ми повинні визначити основні техніко-економічні показники ГТУ.
Основні техніко-економічні показники, що характеризують теплову економічність ГТУ (питомі витрати палива і теплоти, ККД), розраховуються на основі енергетичних характеристик турбіни, компресора, камери згоряння, регенератора або утилізаторів тепла та допоміжного обладнання.
Для варіанту ПГУ маємо раніше прийняті величини
Hк=0,85; hTохл=0,84; hМТ=hМК=0,98; ; p=11,5; Т1=тисячі двісті двадцять три К; Т3=288 К; Т4=616,1 К.
Через збільшення опору вихідного тракту ГТУ (наявність котла-утилізатора) зазнають змін і стануть рівними
Неохл=148,78 кДж/кг; Т2=759 К; =67,21 кг/с; =68,93 кг/с; =0,09; =1,151 кг/с;=0,017;
=67,21 + (0,09 - 0,03) · 68,93=70,11 кг/с.
Витрата теплоти в камеру згоряння
кДж/кг
Температуру газів, що залишають котел-утилізатор приймемо, Т5=423 К (150 ° С);
Коефіцієнт утилізації
,
Питома ефективна робота ПГУ
ПГУ=HеГ.К. + HеП.К.=Неохл + HеП.К.=Неохл + qкс · (1-hГТУ)? hут? hпк== 148,78 + 646,2 · (1 - 0, +2302)? 0,698? 0,3=252,9 кДж/кг,
де hгту=hеохл=Неохл/q1=148,78/646,2=0,2302 ...
