Кількість водяної пари в продуктах згорання, мольН2О/моль газу | 2,0393

Масова кількість водяної пари, кг Н2О/кг газу | 2,21

Контрольна сума складу газу | 1,000

Температура паливного газу, оС | 25

6.2 Тепловий розрахунок ГТУ

Визначаємо наближену величину оптимального значення ступеня підвищення тиску, користуючись формулою

, (6.10)

де внутрішній к.к.д. газотурбінної установки;

- ступінь підвищення тиску;

(k – показник адіабати, k – 1,41) (6.11)

Підставляємо послідовно значення = 2, 4, 6, …., знаходимо максимальну величину , що відповідає опт.

Визначаємо ступінь підвищення тиску осьового компресора.

(6.12)

Визначаємо перше наближення температури на виході ідеального осьового компресора

(6.13)

Середня теплоємкість повітря в інтервалі температур

(6.14)

Друге наближення температури Т2

(6.15)

Подальші наближення аналогічні.

Температура повітря на виході осьового компресора при політропному стиску

(6.16)

Питома робота осьового компресора

(6.17)

Коефіцієнт надлишку повітря визначається з рівняння

, (6.18)

де значення температур , а також к.к.д. камери згорання приведені у вихідних даних. Теплотворність палива і теоретично необхідна кількість повітря визначені раніше.

Теплоємність паливного газу приймаємо з розрахунку властивостей газу.

Теплоємність повітря в інтервалі температур

(6.19)

Для визначення першого наближення коефіцієнта значення теплоємкості продуктів згорання приймемо: .

Кількість кисню в продуктах згорання

(6.20)

Кількість атмосферного азоту в продуктах згорання

. (6.21)

Загальна маса продуктів згорання з розрахунку на 1 кг паливного газу

(6.22)

Масові долі відповідно , , і :

Визначаємо середні теплоємкості компонентів продуктів згорання в інтервалі температур 0-t3.

Теплоємкість продуктів згорання (суміші компонентів)

. (6.23)

Уточнюємо значення коефіцієнта

Уточнюємо значення .

Молекулярна маса продуктів згорання

. (6.24)

Газова стала продуктів згорання

(6.25)

Визначаємо відношення для газової турбіни

. (6.26)

Температура на виході ідеальної турбіни

. (6.27)

Для першого наближення .

Користуючись залежностями для теплоємностей типу

(6.28)

визначаємо середню теплоємність компонентів продуктів згорання в інтервалі температур . Теплоємкість суміші (продуктів згорання)

(6.29)

Уточнюємо температуру Т4:

Температура продуктів згорання на виході газової турбіни при політропному розширенні

(6.30)

Питома робота газової турбіни

(6.31)

Питома ефективна робота газової турбіни

. (6.32)

Питома ефективна робота осьового компресора

. (6.33)

Масова витрата повітря в осьовому компресорі

. (6.34)

Секундна витрата паливного газу

. (6.35)

Ефективний к.к.д. ГТУ

. (6.36)

Питома витрата паливного газу

. (6.37)

Питома витрата тепла

. (6.38)

Коефіцієнт потужності ГТУ

. (6.39)

Розрахунки подано в таблицях 6.5 і 6.6

Таблиця 6.5 - Тепловий розрахунок газотурбінної установки

Вихідні дані: | Чисельне значення.

Температура на вході в осьовий компресор, оС, t1 | 4

Температура на вході в газову турбіну, оС, t3 | 650

Внутрішній відносний к.к.д газової турбіни, | 0,98

Внутрішній відносний к.к.д. осьового компресора | 0,62

К.к.д. камери згоряння | 0,99

Механічний к.к.д. осьового компресора | 0,97

Механічний к.к.д. газової турбіни | 0,98

Температура паливного газу, гр. С | 25

Атмосферний тиск, Па | 104000

Втрати тиску на вході в осьовий компресор, кПа | 0,892

Втрати тиску в камері згоряння, кПа | 12

Втрати тиску на виході газової турбіни, кПа | 0,7

Відношення масової витрати робочого тіла в ГТ до масової витрати повітря в ОК | 1

Ефективна потужність газотурбінної установки, МВт | 11,795

Розрахункові величини: | Результати розрахунку.

Показник степені у формулі внутрішнього к.к.д. турбіни, m | 0,2908

Відношення T3/T1 | 3,331

Внутрішній к.к.д. турбіни при ступені підвищення тиску

Блок проміжних результатів |

0,2735 | 0,3764 | 3 | 0,1657

0,3318 | 0,4965 | 4 | 0,1844

0,3543 | 0,5486 | 4,5 | 0,1878

0,3643 | 0,5731 | 4,75 | 0,1883

0,3737 | 0,5968 | 5 | 0,1881

0,3909 | 0,6417 | 5,5 | 0,1859

0,4061 | 0,6837 | 6 | 0,1814

0,4197 | 0,7234 | 6,5 | 0,1747

0,4321 | 0,7609 | 7 | 0,1660

0,4434 | 0,7966 | 7,5 | 0,1554

0,4537 | 0,8306 | 8 | 0,1427

0,4633 | 0,8632 | 8,5 | 0,1279

0,4721 | 0,8944 | 9 | 0,1110

0,4804 | 0,9244 | 9,5 | 0,0917

0,4881 | 0,9534 | 10 | 0,0700

0,4953 | 0,9813 | 10,5 | 0,0455

0,5021 | 1,0082 | 11 | 0,0179

Розрахунок температури на виході ідеального осьового компресора | Значення

Оптимальний ступінь стиску | 4,75

Ступінь підвищення тиску ОК | 4,791

Перше наближення температури t2,оС | 163,9 | 159,6 | 159,6 | 159,6 | 159,6

Сер. теплоємн. в інт. температур t1, t2 | 1009,6 | 1009,3 | 1009,3 | 1009,3 | 1009,3

Друге наближення температури t2,оС | 159,6 | 159,6 | 159,6 | 159,6 | 159,6

Температура t2,оС | 159,6

t2 на вих. ОК при політроп. стиску., К | 528,2

Питома робота ОК, Дж/кг | 226460,6

Таблиця 6.6 - Розрахунок процесу розширення робочого тіла

Параметри | Чисельне значення

Теплоємність паливн. газу, кДж/кг К |

Дані беруться з розрахунку процесу

згорання | 2,1375

Теор. необхідна к-сть повітря | 17,15

Теплотворність палива, кДж/кг | 45939

Масова кількість СО2, кг СО2/кг газу | 2,76

К-сть вод. пари, кг Н2О/кг газу | 2,21

Теплоємн. пов. в інтер. т-р 0-t2,кДж/К | 1,015

Тепл.СО2 в інт. темп. 0-t3, кДж/кг К | Постійні величини для інтервалу температур 0-t3 | 1,060

Тепл.Н2О в інт. темп. 0-t3, кДж/кг К | 2,023

Тепл.О2 в інт. темп. 0-t3, кДж/кг К | 0,997

Тепл.N2 в інт. темп. 0-t3, кДж/кг К | 1,079

Перше набл. тепл. прод. згор.,кДж/кг К | 1,1 | 1,084 | 1,083 | 1,083 | 1,083

Перше набл.коеф.надлишку повітря | 5,73 | 5,87 | 5,87 | 5,87 | 5,87

К-сть кисню у прод. згорання,кгО2/кг пал. | 18,78 | 19,32 | 19,34 | 19,34 | 19,34

Кільк.азоту у прод.згор.,кг N2/кг пал | 75,51 | 77,31 | 77,37 | 77,37 | 77,37

Заг.маса прод.згор., кг пр.зг./кг пал | 99,26 | 101,60 |