Методические указания


При изучении темы “Циклы газотурбинных двигателей и установок” необходимо:

· понимать принцип работы ГТД и ГТУ;

· знать схемы установок и уметь анализировать их работу, используя
p-v- и T-s- диаграммы;

· понимать смысл коэффициентов полезного действия, характеризующих различные виды потерь в ГТУ;

· уметь рассчитать составляющие уравнения теплового баланса;

· знать способы повышения тепловой экономичности ГТУ.

Паротурбинные установки являются основой теплоэнергетики, поэтому особое внимание следует уделить средствам повышения эффективности циклов паротурбинных установок. Понимать возможности и особенности применения для оценки эффективности метода КПД и эксергетического метода. Знать способы увеличения КПД паротурбинных установок: увеличение параметров пара перед турбиной, снижение давления в конденсаторе, применение промежуточного перегрева пара, регенеративного подогрева конденсата.

Разобраться с особенностями работы и расчета теплофикационных и атомных установок.

Задачи

1. Для газотурбинного двигателя с циклом Брайтона (рис. 9.4) дано:

· параметры воздуха на входе в компрессор p1 = 1 бар, t 1= 20 0С;

· степень повышения давления в компрессоре b = p2/p1= 6;

· внутренние относительные КПД турбины и компрессора ;

· механические КПД турбины и компрессора ;

· КПД камеры сгорания .

Рассчитать:

· температуры t2, t4, термический КПД (ht) обратимого цикла 1-2-3-4;

· эффективный КПД ГТД (he);

· составляющие уравнения теплового баланса, проверить тождество, сделать выводы.

Принять, что рабочее тело обладает свойствами воздуха. Теплоемкость воздуха считать постоянной (mcv = 20,8 кДж/кмоль.0С).

Решение

Для воздуха (двухатомный газ) при постоянной теплоемкости показатель адиабаты k = 1,4, изобарная теплоемкость

.

Температуры Т2 и Т4 рассчитываются по связям между параметрами в обратимых адиабатных процессах 1-2 и 3-4:

Термический КПД обратимого цикла 1-2-3-4 при постоянной теплоемкости:

.

Рассчитываются конечные температуры действительных процессов сжатия и расширения T и T по уравнениям (9.3) и (9.4). При постоянной теплоемкости имеем:

Рассчитываются :

Рассчитываются потери:

·тепла в камере сгорания

·тепла с отработавшими газами

·механические потери в компрессоре

·механические потери в турбине

Подстановка численных значений в уравнение теплового баланса

дает тождество

557,4 = 105,6 + 22,3 + 414,6 + 7,6 + 7,3 = 557,4 кДж/кг.

Вывод. Максимальное количество тепла в газотурбинном двигателе теряется с отработавшими газами.

2. Сравнить термические КПД трех циклов с давлением в паровом котле p1 = 98 бар, в конденсаторе – p2 = 0,04 бар:

а) цикла Ренкина на насыщенном паре (x1 = 1);

б) цикла Карно;

в) цикла Ренкина на перегретом паре с t1 = 540 0С.

Затратой работы на насос пренебречь.

Как изменится термический КПД цикла Ренкина на перегретом паре с параметрами p1 = 98 бар, t1= 540 0С, p2 = 0,04 бар, если:

г) ввести промежуточный перегрев пара при давлении = 10 бар до первоначальной температуры?

д) ввести регенеративный подогрев конденсата в одном смешивающем подогревателе при давлении p0 = 7 бар?

Сопоставить полученные результаты и сделать выводы.

9.7. Ответы:

 
 



Дата добавления: 2021-07-22; просмотров: 326;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.011 сек.