Приводной газотурбинный двигатель для энергоустановки
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ
Харьковский авиационный институт
Кафедра теории авиационных двигателей
Пояснительная записка к курсовому проекту
ПРИВОДНОЙ ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ДЛЯ ЭНЕРГОУСТАНОВКИ
Выполнила: студ. гр. 241
Недильская Ю.М.
2011
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Выбор параметров и термогазодинамический расчет ГТД
1.1 Выбор и обоснование мощности и частоты вращения газотурбинного привода
.2 Выбор и обоснование параметров расчетного режима
.3 Термогазодинамический расчет двигателя
. Согласование параметров компрессора и турбины
2.1 Выбор и обоснование исходных данных для согласования. Проведение расчета
2.2 Результаты расчёта и формирование облика двигателя
. Газодинамический расчет компрессора
3.1 Газодинамический расчет компрессора на ЭВМ
4. Газодинамический расчет осевой турбины
.1 Выбор и обоснование исходных данных
. Расчет и профилирование ступени турбины
5.1 Выбор и обоснование исходных данных
6. Исследование эксплуатационных характеристик двигателя
6.1 Выбор исходных данных
6.2 Исследование дроссельной характеристики двигателя
7. Расчет центробежного нагнетателя природного газа
7.1 Исходные данные
7.2 Результаты расчета
. Проектирование входного и выходного устройств
.1 Расчет входного устройства
.2 Расчет выходного устройства
Заключение
Перечень ссылок
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время наряду с применением газотурбинных двигателей (ГТД) в авиации их используют в наземных целях. Применяются такие установки: нефте-газоперекачивающие установки с газотурбинным приводом, электрогенераторы с газотурбинным приводом в наземном и морском (речном) транспорте, установки для получения сжатого воздуха, используемого в технологических целях в пневмосистемах, газоструйные установки для очистки взлетно-посадочных полос аэродромов, транспортных путей от мусора и т.д.
Особое внимание в настоящее время в Украине уделяется разработке ГТД для газоперекачивающей отрасли и энергетики. Наряду с применением конвертируемых двигателей, используются специально разработанные ГТД для привода газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и дожимных компрессоров различной мощности, а также для привода электрогенераторов.
Газотурбинные двигатели сочетают в себе комплекс свойств, обеспечивающих возможность их широкого использования в наземных установках, основными из которых являются: низкая стоимость, в особенности при применении авиадвигателей, отработавших летный ресурс; малая удельная масса и габариты; широкий диапазон климатических условий использования; возможность работы на различных типах горючего; практически полная автоматизация работой двигателя.
Выбор двигателя для конкретного назначения определяется совокупностью требований, в числе которых для стационарных двигателей главными являются минимальная приведенная стоимость производимой двигателем единицы энергии.
Целью данного курсового проекта является проектирование газотурбинного двигателя для привода ГПА, мощностью 6,65 МВт, на базе прототипа газотурбинной установки. Прототипом послужил двигатель Д-336.
Для достижения этой цели в проекте поставлены и решены следующие задачи:
-термогазодинамический расчет;
-согласование параметров компрессора и турбины;
-газодинамический расчет компрессора и турбины;
профилирование ступени турбины;
-расчет входного и выходного устройств;
расчет эксплуатационных характеристик двигателя.
двигатель компрессор турбина газодинамический
1. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ И ТЕРМОГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГТД
1.1 Выбор и обоснование мощности и частоты вращения газотурбинного привода
Поскольку проектируемая установка будет использоваться в качестве привода для газоперекачивающего агрегата, то нам нужно подобрать такие параметры свободной турбины (ТС), чтобы получить частоту вращения на выходном валу и мощность такую, которая соответствовала бы значению частоты вращения и потребной мощности центробежного нагнетателя. В нашем случае при частоте вращения ТС равной n=8200 об/мин и мощности 6,3 МВт был подобран нагнетатель 6,3ГЦ2-206/37-55 с такими параметрами:
N=6,3 МВт
n= 8200 об/мин
Выбор данного нагнетателя позволяет применять безредукторную схему для передачи мощности с вала свободной турбины на вал потребителя т.к. их обороты соответствуют друг другу. Это позволит существенно снизить стоимость установки и компрессорных станций, на которых она будет применяться, поскольку редуктор довольно дорогостоящий, материалоемкий, прецизионный механизм. Также вследствие отсутствия необходимости в применении редуктора снизятся затраты на обслуживание, эксплуатацию и ремонт данной установки как привода центробежного нагнетателя.
1.2 Выбор и обоснование параметров расчетного режима
Выбор основных параметров двигателя оказывает сильное влияние на эффективность его работы как силовой установки. Основным требованием к данному двигателю является высокая экономичность (малые значения удельного расхода топлива) и высокая удельная мощность.
Температура газа перед турбиной. Увеличение температуры газов перед турбиной