17 Газотурбинные установки

17.21 Для идеального цикла ГТУ, рабочее тело которого – двухатомный газ (молярная масса 28,97 г/моль), определить: температуру, давление, удельный объем в узловых точках, а также термический КПД и сравнить его с термическим КПД цикла Карно (рассчитать относительный ) в том же интервале температур, если известный следующие параметры:

Вар.	t₁, ºC	р₁, МПа	t₃, ºC	β	Подвод теплоты
34	-20	0,092	825	11,25	изохорный

Рассчитать тепловой баланс (подводимое и отводимое количество теплоты в каждом термодинамическом процессе) и работу цикла. Рассчитать изменение энтропии в каждом процессе. Построить цикл в р-υ и T-s координатах.

17.22 (Вариант 04) Определить эффективную мощность N_e газотурбинной установки (ГТУ) без регенерации теплоты и ее эффективный КПД по заданной степени повышения давления β=р₂/p_1,известным адиабатным КПД турбины η_Ти компрессора η_к,температуре воздуха перед компрессором t₁, температуре газа перед турбиной t₃и по расходу воздуха ГТУ G_воз. Изобразить цикл ГТУ в PV- и TS — диаграммах. Показать, как зависит термический КПД ГТУ от степени повышения давления β. Исходные данные выбрать из табл.6.5.

Таблица 6.5 – Исходные данные

t₁, ºC	t₃, ºC	β	η_к	η_Т	G_воз, кг/c
17	920	8,2	0,82	0,89	57

Все задачи из: Шаров Ю.И. Бородихин И.В. Техническая термодинамика Новосибирск 2004

17.23 Для теоретического цикла ГТУ с подводом теплоты при постоянном давлении определить параметры рабочего тела (воздуха) в характерных точках цикла, подведенную и отведенную теплоту, работу и термический КПД цикла, если начальное давление р₁=0,1 МПа, начальная температура t₁=27 ºC, степень повышения давления в компрессоре π, температура газа перед турбиной t₃. Определить теоретическую мощность ГТУ при заданном секундном расходе воздуха G. Дать схему и цикл установки в pυ- и Ts-диаграммах. Данные для решения выбрать из таблицы 3.

Указание. Теплоемкость воздуха принять не зависящей от температуры и равной с_р=1 кДж/(кг·К),k=c_p/c_υ=1,4 .

Ответить на вопрос: как влияет температура t₃ на мощность ГТУ при выбранной степени повышения давления π?

Таблица 3 – Исходные данные

Вариант	π=p₂/p₁	t₃, ºC	G, кг/c
21	6,5	750	30

Все задачи из: Балахонцев Е.В. Верес А.А. Теплотехника

17.24 Идеальный цикл газотурбинной установки (ГТУ)

Цикл осуществляется одним кг воздуха, как идеальным газом с подводом теплоты при постоянном давлении, где удельная теплоемкость при постоянном давлении, с_р = 1008 Дж/(кг·К).

Таблица 1 — Исходные данные

№ п/п в журнале	Т₁, К	Т₂, К	Т₃, К	Т₄, К
1	300	600	1200	600

Задание

1. Вычертить принципиальную схему ГТУ, работающей по этому циклу, с указанием позиций всех элементов схемы.

2. Вычертить цикл в координатах рυ и Ts (без масштаба) с указанием процессов, из которых он состоит.

3. Рассчитать:

Удельное количество подведенной теплоты, q₁, Дж/кг.

Удельное количество отведенной теплоты, q₂, Дж/кг.

Удельное количество использованной теплоты в цикле, q₀, Дж/кг.

3.4 Термический КПД цикла η_t.

4. Ответить на контрольные вопросы:

4.1 Что такое газотурбинная установка?

4.2 Виды газотурбинных установок и их принципы работы?

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34.

Методические указания.pdf

Все задачи из: Круглов Г.А. Гусева О.А. Волкова О.С. Теплотехника ЮУрГАУ 2017

17.25 ГТУ работает с подводом теплоты при p = const. Начальные параметры воздуха: t = -20ºС, р = 0,8 бар. Определить параметры состояния в рабочих точках, энергетические характеристики процессов, КПД цикла (по формуле и по определению), если: степень сжатия воздуха в компрессоре 4,5, количество подведенной теплоты 750 кДж/кг (k = 1,33).

17.26 Для теоретического цикла ГТУ с подводом теплоты при постоянном давлении определить параметры рабочего тела (воздуха) в характерных точках цикла, подведенную и отведенную теплоту, работу и термический к.п.д. цикла, если начальное давление р₁=0,1 МПа, начальная температура t₁=27 ºC, степень повышения давления в компрессоре π, температура газа перед турбиной t₃.

Таблица 2

Вариант	π=p₂/p₁	t₁, °С	G, кг/c
00	6	700	35

Определить теоретическую мощность ГТУ при заданном расходе воздуха G. Дать схему и цикл установки в pυ- и Ts — диаграммах. Данные для решения задачи выбрать из табл. 2. Теплоемкость воздуха принять не зависящей от температуры.

Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ТюмГНГУ

Все задачи из: Чекардовский С.М. Кабес Е.Н. Куликов А.М. Термодинамика и теплопередача ТюмГНГУ 2015

17.27 Определение параметров в характерных точках для идеального цикла газотурбинной установки с подводом теплоты в изобарном процессе

Для идеального цикла газотурбинной установки (ГТУ) с подводом теплоты при p=const определить параметры в характерных точках, работу полезную, количество подведённой и отведённой теплоты, термический к.п.д. цикла, если дано: начальное давление р₁, МПа; начальная температура t₁, ºС, степень увеличения давления в адиабатном процессе сжатия β, температура в т.3 не должна превышать 850 ºС. Рабочее тело — воздух, теплоёмкость воздуха считать постоянной, k=1,4.

Таблица — Исходные данные

Вариант	р₁, МПа	β	t₁, ºС
12	0,09	8	30

Варианты задачи: 34, 43, 52, 53, 64, 65.

Методические указания.pdf

ВУЗ: УГНТУ

Все задачи из: Термодинамика УГНТУ

17.28 Сравнить работу и термический КПД циклов ГТУ с подводом теплоты при p=const и υ=const по следующим данным: начальное состояние воздуха в обоих циклах равно р₁=1 бар и t₁=27 ºC, степени сжатия в обоих циклах 6, для обоих циклов установлены одинаковые предельные температуры, равные 1300 ºC. Определить мощность ГТУ, работающих по обоим циклам при расходе теплоты 120000 кДж/мин. Оба цикла представить в р-υ и T-s диаграммах.

17.29 Определить значение эффективного КПД η_е и эффективной мощности N_e газотурбинной установки (ГТУ) без регенерации тепла по заданной степени повышения давления в компрессоре π=р₂/p₁ известным адиабатным КПД компрессора η_к и турбины η_т, температуре воздуха перед компрессором t₁, температуре газа перед турбиной t₃ и по известному расходу воздуха через ГТУ — G_воз.

В расчете принимать: теплоёмкость воздуха (и газа) с_р=1,05 кДж/(кг·К); показатель адиабаты k=1,4; механический КПД ГТУ η_м=0,98. Изобразить схему ГТУ без регенерации и дать к ней необходимые пояснения. Показать, как зависит КПД ГТУ без регенерации тепла от степени повышения давления в компрессоре η=f(π) при T₃=f(π)=const.

Данные для решения задачи выбрать из табл. 4.19.

Таблица 4.19

Вариант 41
t₁, ºС	t₃, ºС	π	η_к	η_т	G_воз, кг/c
12	760	6,5	0,80	0,84	45

ВУЗ: КемТИПП

Все задачи из: Третьякова Н.Г. Фукс Л.А. Теплотехника КемТИПП

17.30 Цикл газотурбинной установки

1.2.1. Выбрать идеальный цикл ГТУ (без регенерации), являющийся теоретической основой рабочего процесса современных газовых турбин, записать его полное название, уяснить, из каких процессов он состоит, вычертить его (без масштаба) в υ-р и s-T — координатах.

1.2.2. Вычислить количество подведенного, отведенного и полезно использованного тепла, а также термический к.п.д. цикла, приняв, что цикл осуществляется одним килограммом воздуха как идеальным газом (физические константы те же, что и в первой задаче).

1.2.3. Исходные данные выбрать по вашему порядковому номеру в журнальном списке группы по табл. 1.2.

1.2.4. Вычертить принципиальную схему ГТУ, работающей по этому циклу.

Таблица 1.2 – Исходные данные для расчета

Вариант №	Т₁, К	Т₂, К	Т₃, К	Т₄, К
6	350	750	1500	700

« 1 2 3 4 5 … 8 »