м і після нього, Па;
, де k - показник адіабати.
Зовнішні (механічні) втрати в ГТУ оцінюються механічним ККД установки ().
Внутрішні і зовнішні втрати в ГТУ оцінюються ефективним ККД установки
(1.43)
де - механічний ККД ГТУ.
Ефективна потужність ГТУ, кВт
(1.44)
де Neт - ефективна потужність турбіни, кВт; к - ефективна потужність приводу компресора, кВт.
На внутрішній потужність ГТУ, кВт
(1.45)
Питома витрата повітря ГТУ, кг/(кВт? год)
(1.46)
Питома витрата тепла ГТУ, кДж/(кВт? год)
(1.47)
Питома ефективна витрата палива ГТУ, кг/(кВт? год)
(1.48)
де В - витрата палива в ГТУ, кг/с.
Економічність ГТУ можна підвищити як за рахунок застосування регенерації тепла відпрацьованих в турбіні газів, так і за рахунок ступеневої стиснення повітря з проміжним його охолодженням.
Внутрішній ККД ГТУ з регенерацією тепла
(1.49)
де?- Ступінь регенерації.
Ступінь регенерації - за формулою
(1.50)
де і - температура повітря перед регенератором і після нього, ° С;
- температура газу перед регенератором, ° С.
Ефективний ККД ГТУ з регенерацією тепла
(1.51)
Внутрішній ККД ГТУ з двоступінчастим стисненням повітря і регенерацією
(1.52)
де і - відповідно внутрішні ККД першого і другого компресорів;
? 1 і? 2 - відповідно ступеня підвищення тиску в першому і другому компресорах;
- ступінь підвищення тиску в установці;
- відношення абсолютної температури газів (T1), що виходять з камери згоряння, до абсолютної температурі повітря (T3), засмоктуваного в перший компресор;
- відношення абсолютної температури газів (T1), що виходять з камери згоряння, до абсолютної температурі повітря (), засмоктуваного в другій компресор.
. 4 Камери згоряння газотурбінних установок
Для камер згоряння основними показниками є теплова продуктивність, об'ємна теплонапруженість, коефіцієнт корисної дії і коефіцієнт надлишку повітря.
Теплова продуктивність камери згоряння Qк, кВт
(1.53)
де В - витрата палива, кг/с;
- нижча теплота згоряння палива, кДж/кг.
Витрата палива В, кг/с знаходиться з теплового балансу камери згоряння
(1.54)
де Gв - кількість повітря, що надходить в камеру згоряння, кг/с; г - ентальпія газу на виході з камери згоряння, кДж/кг; в - ентальпія повітря на вході в камеру згоряння, кДж/кг ; т - ентальпія палива, що надходить в камеру згоряння, кДж/кг;
- ККД камери згоряння.
Об'ємна теплонапруженість камери згоряння У, кВт/м3, т. е. кількість тепла, що виділяється в 1 м3 обсягу камери за 1 с,
, (1.55)
де Vкс - об'єм камери згоряння, м3.
Коефіцієнт надлишку повітря
(1.56)
де V0 - теоретично необхідну кількість повітря для спалювання 1 кг палива, кг повітря/кг палива.
Приклад 1.3
Турбіна працює з початковими параметрами газу Р1=0,32 МПа, t0=827 ° С і тиском газу за турбіною Р2=0,15 МПа. Визначити ефективну потужність і питома ефективна витрата газу турбіни, якщо витрата газу Gг=28 кг/с, відносний ефективний ККД турбіни? о.е=0,74, показник адіабати k=1,34, газова стала R=288 Дж/(кг? К).
Рішення
Наявний теплоперепад в турбіні
Ефективна потужність турбіни
Питома ефективна витрата газу
Приклад 1.4
Визначити питому роботу і потужність газової турбіни при наступних умовах: температура газів перед турбіною t0=800 ° C, надлишковий тиск перед турбіною Р0=0,8 МПа. Відносний внутрішній ККД? Oi=0,85, механічний ККД? Е.М=0,96. Витрата газів Gг=22,5 кг/с. Теплоємність газів ср=1 кДж/(кг? К), показник адіабати k=1,4.
Рішення
де?- Ступінь парциальности.
, 1 МПа - абсолютний тиск на вихлопі газової турбіни (атмосферний тиск).
Потужність газової турбіни
Приклад 1.5
Визначити питому роботу і потужність, споживану повітряним компресором, якщо відомо, що температура повітря перед компресором tвк=20 ° С, Адіабатний ККД? ад=0,85, витрата повітря Gв=20 кг/с, механічний ККД компресора? хутро =0,96, надлишковий тиск повітря після компресора Pнк=0,8 МПа, ізобарну теплоємність повітря прийняти ср=1 кДж/(кг? К).
Рішення
Питому роботу компресора знайдемо за формулою ...
