Расчет циклов газотурбинных установок

 

 соответствует минимальным приведенным затратам

Подробный расчет для полученных значений при :

Внутренняя удельная работа в турбине , :

Внутренняя удельная работа в компрессоре , :

Абсолютный внутренний КПД  :

  (2.3)

Минимальные удельные приведенные  затраты получаемой внутренней энергии :

          (3.4)

где - коэффициент амортизационных отчислений:

- коэффициент нормативности:

_{Стоп – стоимость топлива;}

_{Стк – стоимость турбомашин;}

_{Ток – нормативный срок окупаемости;}

_{Тсл – срок службы;}

n – число часов работу ГТУ в год.

Зависимость представлена на рисунке 6.

 

 

Рисунок 6 – График зависимости 

 

 

 

 

 

 

3 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЙ СХЕМЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ГТУ ПРОСТОГО ЦИКЛА

Компрессор

Внутренний относительный кпд компрессора, :

              (3.1)

где - политропный КПД компрессора

Давление воздуха на всасе компрессора , кПа:

              (3.2)

где - давление наружного воздуха;

- коэффициент потерь давления  на входе в компрессор.

Давление воздуха за компрессором , кПа:

               (3.3)

Расчет теоретической температуры за компрессором представлен в таблице 3

               (3.4)

               (3.5)

где -  газовая постоянная

   - средняя теплоемкость воздуха                     (3.6)

Таблица 3 - Расчет теоретической температуры за компрессором.

T1	Rв		mв	T2'	i1	i2’		mв	T2'	∆T
293,15	0,287	7,7	0,275	513,896	20,064	244,30	1,016	0,283	522,356	8,46
293,15	0,287	7,7	0,283	522,356	20,064	253,007	1,0163	0,2824	521,717	0,361
293,15	0,287	7,7	0,2824	521,717	20,064	252,35	1,0163

 

-1 ⁰С ≤ ∆T ≤ 1 ⁰С – условие выполняется.

 

Внутренняя удельная работа компрессора :

              (3.7)

Проверка:

             (3.8)

Действительная энтальпия воздуха  за компрессором :

                (3.9)

_{По данной энтальпии  находим действительную температуру за} компрессором

Камера сгорания

Коэффициент избытка воздуха :

          (3.10)

где - теоретическая масса воздуха, необходимая для полного сгорания 1 кг топлива;

- энтальпия чистых продуктов  сгорания при и _;

- энтальпия воздуха при _.

Относительный расход топлива :

                (3.11)

Энтальпия рабочего тела на выходе из КС :

Удельный расход тепла на нагрев 1 кг рабочего тела

                       (3.12)

Проверка

                      (3.14)

Турбина

Давление газа перед турбиной , кПа:

            (3.15)

где - коэффициент потерь давления между турбиной и компрессором

Давление газов за турбиной

             (3.16)

где - атмосферное давление;

- коэффициент потерь давления  на выходе из турбины.

Степень расширения газов в турбине :

                    (3.17)

Проверка

          (3.18)

Внутренний кпд турбины :

        (3.19)

Теоретическая температура за турбиной рассчитана в таблице 4

                       (3.20)

             (3.21)

            (3.22)

Таблица 4 – Теоретическая температура за турбиной

T3	RГ	ε	mГ	T4'	i3	i4’	Cp,г	mГ	T4'	∆T
1023,15	0,28787	7,44	0,25926	608,100	822,613	351,0502	1,13616	0,25337	615,3296	7,23
			0,25337	615,3296		358,865	1,13714	0,25315	615,599	0,27
			0,25315	615,599		359,1562	1,13714

 

-1 ⁰С ≤ ∆T ≤ 1 ⁰С – условие выполняется.

Внутренняя удельная работа турбины

            (3.23)

Проверка:

           (3.24)

Энтальпия газов за турбиной

              (3.25)

Основные показатели ГТУ

Удельная внутренняя работа

                       (3.26)

Эффективная удельная работа ГТУ

                     (3.27)

Механический КПД ГТУ :

             (3.28)

Эффективный КПД ГТУ :

             (3.29)

Эффективный коэффициент полезной работы :

             (3.30)

Расход воздуха

             (3.31)

Расход топлива

             (3.32)

Удельный эффективный расход воздуха

             (3.33)

Удельный эффективный расход теплоты

                       (3.34)

Удельный эффективный расход топлива

                       (3.35)

Содержание кислорода в уходящих газах

           (3.36)

Потенциальная тепловая мощность газа на выходе из установки

                                             (3.37)