Тепловое испытание газотурбинной установки
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
льзована Международная система единиц СИ.
Пересчет физических величин из одной размерности в другую производят по следующим известным соотношениям.
Для давления: 1мм рт. ст.=1,3595110-3 кгс/см2;
1 кгс/м2 =10-4 кгс/см2; 1 кгс/см2 =9,80665104 Па.
Для теплоты: 1ккал/кг = 4,1868 кДж/кг.
Для теплоемкости: 1 ккал/(кгС) = 4,1868 кДж/( кгС).
Паспортные технические характеристики испытуемой ГТУ представлены в табл. 1.
Топливо ГТУ природный газ, характеристики которого приведены в табл. 2.
Таблица 1 - Технические характеристики испытуемой ГТУ
ПараметрРазмерностьЗначениеНоминальная температура наружного воздухаС15Номинальное атмосферное давлениеПа101300Сопротивление входного трактаПа506Сопротивление выходного трактаПа710Номинальная мощность кВт25000Эффективный КПД-0,315Номинальный объемный расход топливам3/ч8270Удельный объемный расход топливам3/(кВтч)0,331Температура газа перед ТВДС1020Температура газа за силовой турбинойС467Степень повышения давления компрессора ГТУ-13Расход воздуха через компрессоркг/с103Температура воздуха за компрессоромС386Частота вращения турбокомпрессорного валаоб/мин7100Частота вращения вала силовой турбиныоб/мин5500
Таблица 2
Наименование величиныОбозначениеРазмерностьЗначениеПлотность?20кг/м30,677Теплота сгоранияккал/кг11610Стехиометрический коэффициентL0кг/кг16,82
АЛГОРИТМ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕПЛОВОГО ИСПЫТАНИЯ ГТУ
Исходные данные приведены в таблице 3.
Таблица 3
Наименование параметраОбозначениеРазмерностьЗначениеБарометрическое давлениемм рт. ст.727,0Температура топливного газа, полнаяС60,0Перепады давления на расходомерных диафрагмах топливного газа до и после блока регулирования?hТкгс/м22027,0Давление топливного газа, избыточноекгс/см211,05Температура наружного воздуха, полнаяС-9,4Температура воздуха в отборе, полнаяС168,0Температура воздуха перед ОК, полнаяС-6,9Температура воздуха за ОК, полнаяС310,0Частота вращения ротора ОК-ТВДnВДоб/мин6530,0Перепад давления на торцевой расходомерной диафрагме ОК?hКкгс/м2619,0Давление воздуха перед ОК, полное избыточноекгс/м2-576,0Давление воздуха за ОК, полное избыточноекгс/см29,68Давление за ТВД (т.1), полное избыточноекгс/см2Давление за ТВД (т.2), полное избыточноекгс/см2Давление за ТВД (т.3), полное избыточноекгс/см21,624Давление за ТВД (т.4), полное избыточноекгс/см2Давление за ТВД (т.5), полное избыточноекгс/см2Температура газов в выхлопном патрубке, полнаяС424,0Давление перед ТНД, полное избыточноекгс/см21,583Давление в выхлопном патрубке, полное избыточноекгс/м2180,0Температура воздуха перед ВНК, полнаяС-8,1Температура воздуха за ВНК, полнаяС214,1Частота вращения ротора ТНД(СТ)-ВНКnНДоб/мин5865,0Перепад давления на торцевой расходомерной диафрагме ВНК?hВНКкгс/м2687,0Давление воздуха перед ВНК, полное избыточноекгс/м2-1141,0Давление воздуха за ВНК, полное избыточноекгс/см23,16Далее результаты расчета сведены в таблицу 4.
Таблица 4
Наименование параметраОбозначениеФормулаРазмер-ностьЗначениеБарометрическое давлениеВВ=В// 735,5кгс/см20,988Абсолютное давление топливного газарТрТ=+Вкгс/см212,038Абсолютное полное давление воздуха перед ОК=10-4+Вкгс/см20,931Абсолютное полное давление воздуха за ОК=+Вкгс/см210,668Абсолютное полное давление в выхлопном патрубке=10-4+Вкгс/см21,006Расход топливного газаGТГкг/с1,09Расход воздуха в ОКGKкг/с90,40Относительный расход топливного газа0,012Степень повышения давления в ОК11,46Относительный расход газа через ТВД с учетом всех отборов воздуха до КС0,932Коэффициент избытка воздуха в ТВД4,527Расчетная температура воздуха для камеры сгорания/2/2=/2С155Теплоемкость воздуха по /2 (при ?=?)ккал/(кгС)0,243Расчетная температура газа за ТВД/2(/2)=/2С429,2Теплоемкость газа по /2 и ?ТВДккал/(кгС)0,264Температура газа перед ТВДС858,4Расход воздуха через ВНКGВНКкг/с70,31Расчетная температура воздуха для ВНК[(+)/2](+)/2=(+)/2С103Теплоемкость воздуха по (+)/2ккал/(кгС)0,241Внутренняя мощность ВНКNi ВНКкВт15791,2Механические потери на валу ВНКкВт91,8Эффективная мощность на валу ГТУNeкВт15883,1Эффективный КПД ГТУ?e0,299Температура газа за ТНДС428,0
ПРИВЕДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБРАБОТКИ К НОРМАЛЬНЫМ УСЛОВИЯМ
По ГОСТ определение мощности и КПД ГТУ необходимо производить при нормальных условиях, которые заданы следующим образом:
1. Для воздуха на срезе входного патрубка компрессора:
полное давление 1,033 кгс/см2;
полная температура 15С (288К);
относительная влажность 60%
2. Для уходящих газов в срезе выходного патрубка турбины:
статическое давление 1,033 кгс/см2.
Алгоритм приведения результатов к нормальным условиям сведен в табл. 5.
Таблица 5
Наименование параметраОбозначениеФормулаРазмерностьЗначениеОтносительное изменение давления на входе ОК%6,18Относительное изменение давления на выхлопе ГТУ%1,79Приведенная мощность ГТУкВт19607,5Приведенный КПД ГТУ0,319Приведенная температура газа перед ТВДС893,0Приведенная температура газа за ТНДС373,6Приведенный расход воздуха через ОКGK ПРС105,11Приведенная частота вращения ротора ТВДnВД ПРоб/мин6827,0Приведенная частота вращения ротора ТНДnНД ПРоб/мин6110,3Приведенная степень повышения давления в ОК11,53Приведенный расход топливного газакг/с1,2242Приведенный объемный часовой расход топливного газам3/ч6509,436Приведенный удельный расход топливам3/(кВтч)0,331ПРИВЕДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБРАБОТКИ К БЕЗРАЗМЕРН