Приводной газотурбинный двигатель для энергоустановки
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ссора
КПД компрессора может быть представлен как произведение:
,
где ?*к - изоэнтропический КПД компрессора по параметрам заторможенного потока;
- механический КПД компрессора, учитывающий потери в его опорах. Обычно =0,985тАж0,995. Принимаем = 0,995.
Величина изоэнтропического КПД определяется по формуле:
где ?*ст - среднее значение КПД ступеней компрессора, принимаем ?*ст=0,89.
Для вычисления КПД охлаждаемых турбин рекомендуется использовать следующую формулу:
где h *т неохл - КПД неохлаждаемой турбины.
Неохлаждаемые турбины необходимо применять при температуре Т*г ?1250 К. КПД неохлаждаемой турбины принимаем h* т неохл = 0,92.
Результаты раiета и представлены в таблицах 1.1 и 1.2.
Таблица 1.1 - Результаты раiета КПД компрессора по режимам
pк*8111519,623КПД0,8500,8440,8390,8340,831
Таблица 1.2 - Результаты раiета КПД турбины по режимам
Тг*12501300135714001450КПД0,9200,9140,9070,9010,895
2.1.4 Потери в элементах проточной части
Входное устройство двигателя является дозвуковым с криволинейным каналом. Коэффициент восстановления полного давления для таких устройств составляет ?ВХ = 0,97тАж0,99. При наличии на входе в двигатель пылезащитных устройств, потери полного давления существенно возрастают: ?ВХ = 0,92тАж0,96.
Так как проектированный приводной ГТД для энергоустановки (ЭУ), то его эксплуатация ведется в наземных условиях, что требует установки системы сложных каналов подвода воздуха (рабочего тела) к двигателю и установки средств пылеулавливаня. В связи с такими условиями работы принимаем ?ВХ = 0,970.
Потери полного давления в камерах сгорания вызываются гидравлическим и тепловым сопротивлением:
.
Гидравлическое сопротивление определяется, в основном, потерями в дифузоре, фронтовом устройстве, при смешении струй, при повороте потока (?гидр =0,93тАж0,97). Принимаем sгидр= 0,97.
Тепловое сопротивление возникает вследствие подвода тепла к движущемуся газу. Для основных камер сгорания (КС) обычно lвх = 0.1тАж0.15 и sтепл0.97тАж0.98. На рисунке 1.3 приведена зависимость коэффициента теплового сопротивления sтепл от степени подогрева газа q при различных значениях приведенной скорости lвх на входе в КС: . Предварительно находим температуру воздуха на выходе из компрессора по заторможенным параметрам:
,
где
Принимаем lвх=0,15, Тогда величина коэффициента теплового сопротивления ?тепл= 0,98.
Определяем величину коэффициента потерь полного давления в камере сгорания: ?кс = 0,970,98 = 0,951.
Потери тепла в процессе горения связаны с неполным сгоранием. Они оцениваются коэффициентом полноты сгорания hг. На раiетном режиме основных камер этот коэффициент достигает значений hг=0.97тАж0.99. Принимаем для КС hг=0,99.
Наличие переходного патрубка между турбиной компрессора и силовой турбиной, оценивают коэффициентом восстановления полного давления и выбирают в зависимости от формы канала (sпт =0,98тАж1,0).
Принимаем sпт = 0,990.
Рисунок 2.3 - Зависимость теплового сопротивления камеры сгорания от степени подогрева и приведенной скорости
Выходное устройство ГТУ, как правило, выполняют диффузорным. Коэффициент восстановления полного давления обычно составляет sрн =0,97тАж0,99. Принимаем sрн = 0,980.
Выбор скорости истечения из выходного устройства стационарной ГТУ характеризует потерянную кинетическую энергию на выходе из двигателя. Следовательно, ее целесообразно уменьшать. С другой стороны, уменьшение скорости на выходе Сс приводит к увеличению габаритных размеров двигателях из-за большой площади среза выпускного канала. Выходная скорость лежит в интервале Сс =80тАж120 м/с. Принимаем Сс = 80 м/с.
Потери мощности в опорах ротора и отбор мощности на привод вспомогательных агрегатов учитывают hm=0,98тАж0,9. Принимаем hm=0,985.
Современные двигатели имеют сложную систему охлаждения горячих частей (первые ступени турбины). Необходимо также производить подогрев элементов входного устройства, поскольку попадание в проточную часть двигателя льда может привести к повреждению лопаток. Для всех этих нужд требуется воздух, отбираемый из-за компрессора или какой-либо его ступени. Отбор сжатого воздуха оценивается относительной величиной Для раiёта принимаем =0,08.
2.2Термогазодинамический раiет на ЭВМ
Раiет двигателя проводится на ЭВМ с помощью программы GTD.EXE Проектируемая ГТУ предназначена для работы на природном газе. В в раiете используем значение теплотворной способности топлива для природного газа Ни=50500кДж/кг и Lо=17,2 кгв /кгт.
Был произведен раiет 25 рабочих режимов, включая режим работы двигателя прототипа, и по результатам раiета построены изменения удельных параметров. Результаты раiета и графики представлены в таблицах 2.3 и 2.4 и на рисунках 2.4 и 2.5 соответственно
.
Таблица 2.3 - Исходные данные для раiета 25 режимов на ЭВМ
01 11
5 5 1
.000 .000 .000 80.000 .915 1.000 1.000 0.080
.970 .951 .990 0.990 .980 .985 1.000 1.000
.0 1300.0 1357.0 1400.0 1450.0
.920 .914 .907 .901 .895
.000 11.000 15.000 19.600 23.000
.850 .844 .839 .834 .831
.000 .000 .000 .000 .000
.000 1.000 1.000 1.000 1.000
.000 1.000 1.000 1.000 1.000
.5050E+08 17.2
Таблица 2.4 - Результаты термогазодинамического раiета 25 режимов
ТГДР ГТД-Р NT= 1 5 5 1 ДАТА 13. 1.11= 1250. 1300. 1357. 1400. 1450. ANTK= .920 .914 .907 .901 .895= 8.00 11.00 15.00 19.60 23.00 ANK = .850 .844 .839 .834 .831
ТЕРМОГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАiЕТ ГТД
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: G= 1.00 DGO= .080 HU= .5050E+08 LO= 17.20
H= .00 MH= .000 CC= 80.0 NTB= .915 ПBB=1.000 TBB=1.000 NB=1.000= .970 SK= .951 NГ= .990 SPT= .990 SPH= .980 NM= .985 NPД=1.000=288.15 THO=288.15 TBO=288.15 PH=101325. PHO=10132