бочого процесу турбінної ступені
Наявний теплоперепад в ступені турбіни Н0, кДж/кг
(1.30)
де k - показник адіабати; - газова постійна 1 кг газу, Дж/(кг? К); і Т0 - початкові параметри [тиск, Па і абсолютна температура, К] газу перед щаблем турбіни з урахуванням початкової швидкості; - тиск газу за щаблем турбіни, Па.
Дійсна швидкість витікання газу із сопел с1, м/с визначається за формулою
(1.31)
де?- Швидкісний коефіцієнт сопла (?=0,93 ... 0,98);
p2=p1 - тиск газу за щаблем турбіни, Па;
?- Ступінь реактивності щаблі.
Ступінь реактивності?, окружна швидкість на середині лопатки і, відносна швидкість входу газу на лопатки w1, відносні швидкості виходу газу з каналу між робочими лопатками в активної і реактивної щаблях w2, абсолютна швидкість виходу газу з каналу між робочими лопатками c2, кут входу газу на робочу лопатку? 1 кут нахилу абсолютної швидкості виходу газу з каналу між робочими лопатками? 2 і робота 1 кг газу визначаються за формулами (1.3), (1.4), (1.5), (1.6), (1.7), (1.8 ), (1.9), (1.10) і (1.11).
2.2 Втрати в ступенях, коефіцієнти корисної дії, потужності і витрата газу газової турбіни
Робочий процес в ступені турбіни супроводжується рядом втрат енергії. До основних втрат енергії в ступені турбіни відносяться втрати енергії в соплах, на лопатках, з вихідною абсолютної швидкістю, на тертя і вентиляцію, від витоків через зазори в ущільненнях.
Втрати енергії в соплах, лопатках і з вихідною абсолютної швидкістю в ступені турбіни оцінюються відносним ККД на лопатках або окружним ККД. Втрати енергії в соплах hс, лопатках hл, з вихідною абсолютної швидкістю hв і відносний ККД на лопатках? ол визначаються за формулами (1.15), (1.16), (1.17), (1.18) і (1.21) методичних вказівок.
Втрати на тертя і вентиляцію при обертанні диска турбіни, кДж/кг
(1.32)
де d - середній діаметр щаблі, м;
?- Ступінь парциальности ступені; - висота лопаток, см; - питомий об'єм газу, що оточує диск, м3/кг; г - витрата газу в ступені, кг/с.
Втрати тепла від витоків газу через зазори в ущільненнях, кДж/кг
(1.33)
де mут - витрата газу на витоку, кг/с.
Втрати тепла в ступені оцінюються відносним внутрішнім ККД ступені? oi який являє собою відношення використаного теплоперепада hi до що розташовується теплоперепада в ступені Н0, т. е.
(1.34)
Коефіцієнти корисної дії турбіни
Втрати тепла всередині турбіни оцінюються відносним внутрішнім ККД, який являє собою відношення використаного теплоперепада до що розташовується теплоперепада в турбіні, т. е.
(1.35)
Значення відносного внутрішнього ККД газових турбін знаходяться в межах 0,85 ... 0,9.
Механічні втрати оцінюються механічним ККД? м, який являє собою відношення ефективної потужності Ne до внутрішньої Nв
(1.36)
Значення механічного ККД ту?? бін знаходяться в межах 0,96 ... 0,99.
Втрати тепла всередині турбіни і механічні втрати оцінюються відносним ефективним ККД турбіни, який дорівнює
(1.37)
Значення? oe турбін залежно від їх потужності знаходяться в межах 0,8 ... 0,9.
Потужності турбіни
Ефективною потужністю Ne, кВт називають потужність, що знімається з вала турбіни, яка визначається за формулою
(1.38)
На внутрішній (індикаторна) потужність Nв, кВт, знаходиться за формулою
(1.39)
Витрата газу турбіни
Секундний витрата газу на турбіну, кг/с, визначається за формулою
(1.40)
Питома ефективна витрата газу gе, кг/(кВт? год), являє собою відношення секундного витрати газу Gг до ефективної потужності Ne, т. е.
(1.41)
2.3 Параметри, що характеризують роботу газотурбінних установок
Втрати в газотурбінної установці підрозділяються на внутрішні, що впливають безпосередньо на зміну стану робочого тіла, і зовнішні. До основних внутрішніх втрат відносяться втрати тепла в газовій турбіні, внутрішні втрати в компресорі і втрати тепла в камері згоряння.
Внутрішні втрати в ГТУ оцінюються внутрішнім ККД установки
(1.42)
де - відносний внутрішній ККД газової турбіни;
- ККД камери згоряння;
- внутрішній (Адіабатний) ККД компресора;
- відношення абсолютної температури газів Т1, що виходять з камери згоряння, до абсолютної температурі повітря Т3, засмоктуваного в компресор;
- ступінь підвищення тиску в компресорі; р2 і р1 - тиск повітря перед компресоро...
