Приводной газотурбинный двигатель для энергоустановки
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
p>
Рисунок 6.6 - Зависимость иот приведенных оборотов вращения ротора ВД
Газогенератор ТВаД со свободной турбиной имеет один регулирующий фактор Gт, следовательно, перейти с максимального режима на пониженные режимы можно за счет уменьшения расхода топлива.
На рисунке 6.3 представлены зависимости удельного расхода и мощности от приведенных оборотов вращения ротора ВД. Анализируя графики, делаем следующие выводы, что с уменьшением приведенных оборотов эффективный КПД падает. Следовательно, удельный расход топлива Се растет.
Уменьшение расхода топлива приводит к снижению температуры газа (рисунок 6.5). Уменьшение работы турбины при снижении приведенных оборотов будет идти только вследствие уменьшения температуры газа, так как степень понижения давления в турбине постоянна (при Fpc=const).
На рисунке 6.6 видно, что запасы КВД при дросселировании резко возрастают. Рабочая точка на характеристике КВД уходит от ГУР. Запасы устойчивой работы КНД при дросселировании снижаются и линия рабочих режимов подходит к ГУР.
7. РАСЧЕТ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАГНЕТАТЕЛЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА
Одним из важнейших узлов газотранспортных магистралей является компрессорная станция (КС). Ее назначение - поддерживать давление газа в трубопроводе на уровне 5,5 МПа. Эти функции на КС выполняет газоперекачивающие агрегаты (ГПА), центральным компонентом которых является нагнетатель природного газа. В данном узле природный газ дожимается до требуемого давления и поступает в газопровод для дальнейшей транспортировки.
Конструктивно нагнетатель природного газа состоит из ходовой части (центробежная компрессионная машина) и силового привода. В качестве привода используется газотурбинная установка или электродвигатель. Обе части нагнетателя являются самостоятельными узлами и разделены между собой герметичной преградой (стеной), что надежно обеспечивает пожаробезопасность газотранспортного узла.
Центробежный компрессор нагнетателя монтируется непосредственно в газовый трубопровод (выходные патрубки изделия привариваются к стыкам газопровода). Такое положение позволяет быстро произвести монтаж или ремонтные работы. Гильза с нагнетателем удаляется и на ее место ставится другой агрегат.
Данный курсовой проект предусматривает разработку нагнетателя газоперекачивающего агрегата под данный тип двигателя. За основу был взят ГПА ГТК-10 производства ОАО Никтит, г. Санкт-Петербург, Россия.
При расчете использовалась программа, которая была разработана на кафедре 201 Национального аэрокосмического университета им Н.Е. Жуковского ХАИ.
Проведен расчет двух вариантов проточной части ЦБК лопаточным и безлопаточным диффузором. Параметры природного газа приведены к стандартным условиям воздуха на входе. Используемый центробежный компрессор двухступенчатый, в данном расчете получены геометрические параметры ступени. Также получены результаты расчета геометрии профилей рабочего колеса и лопаточного диффузора. Построена проточная часть ЦБК и решетки профилей.
7.1 Исходные данные
Исходные данные приведены в таблице 6.1, результаты расчета в таблице 6.2 -6.3.
Таблица 7.1 - Исходные данные для расчета
N_gpa, МВт: 6.3 - Потребляемая мощность, МВтQ, м3/с: 206.4- Производительность, м3/минn, об/мин: 8200.00 - Частота вращения компрессораP_кон, МПа: 5.49 - Конечное давлениеP_нач, МПа: 3.79 - Начальное давлениеТ_нач, К: 288.00 - Температура газа, К Тип диффузора : безлопаточный и лопаточный.Степень повышения давления в нагнетателе: 1.45
7.2 Результаты расчета
Результаты расчета на ЭВМ предоставлены в таблице 6.2 и 6.3
Таблица 7.2 - Результаты расчета безлопаточного диффузора.
Тип диффузора : безлопаточный Результаты расчета: Политропический КПД нагнетателя : 0.820 Степень повышения давления в нагнетателе : 1.45 Количество ступеней : 2 Геометрия проточной части: Диаметр втулки на входе d0, мм : 172.63 Диаметр покрывного диска на входе D0, мм : 306.15 Диаметр входа (средний) в лопатки РК D1, мм : 315.34 Диаметр на выходе из РК D2, мм : 639.38 Диаметр на входе в диффузор D3, мм : 703.32 Диаметр на выходе из диффузора D4, мм : 1118.91 Ширина проточной части на D1 b1, мм : 57.51 Ширина проточной части на D2 b2, мм : 23.08 Ширина проточной части на D3 b3, мм : 30.00 Ширина проточной части на D4 b4, мм : 30.00 Линейный размер Х, мм : 191.81 Угол наклона входной кромки лопаток gamma, град : 15.00 Угол наклона покрывающего диска teta, град : 12.00 Радиус покрывающего диска Rp, мм : 30.00 Радиус основного диска Rv, мм : 70.00Геометрия лопаточных венцов: РК: Геометрический угол входа Beta1_g, град : 35.00 Геометрический угол выхода Beta2_g, град : 55.00 Количество лопаток z2, шт. : 19 Радиус кривизны средней линии Rл, мм : 713.34 Радиус разметочной окружности R0, мм : 591.14 Геометрия кольцевой камеры: Средний диаметр Dср, мм : 1152.48 Высота h_max, мм : 171.24 Ширина b_sr, мм : 222.61 Радиус покрывающего диска Rp, мм : 30.00 Радиус основного диска Rv, мм : 70.00
Таблица 7.3 - Результаты расчета лопаточного диффузора.
Тип диффузора : лопаточныйРезультаты расчета:Политропический КПД нагнетателя : 0.820Степень повышения давления в нагнетателе : 1.45Количество ступеней : 2Геометрия проточной части:Диаметр втулки на входе d0, мм : 172.63Диаметр покрывного диска на входе D0, мм : 306.15Диаметр входа (средний) в лопатки РК D1, мм : 315.34Диаметр на выходе из РК D2, мм : 639.38Диаметр на входе в диффузор D3, мм : 735.29Диаметр на выходе из диффузора D4, мм : 991.04Ширина проточной части на D1 b1, мм : 57.51Ширина проточной части на D2 b2, мм : 23.08Ширина проточной части на D3 b3, мм : 33.46Ширина про