17 Газотурбинные установки
17.61 (Вариант 64) 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 расходе воздуха G. Дать схему и изобразить в масштабе цикл установки в p-υ и T-s диаграммах. Теплоемкость воздуха принять не зависящей от температуры.
| π=p2/p1 | t3, ºС | G, кг/c |
| 8 | 750 | 70 |
17.62 Начальные параметры воздуха, поступающего в компрессор ГТУ со сжиганием топлива при p = const, р1 = 0,1 МПа; t1 = 20ºС. Степень повышения давления в компрессоре ГТУ β = 6. Температура газов перед соплами турбины t3 = 700ºС. Рабочее тело обладает свойствами воздуха, теплоемкость его рассчитывается по молекулярно – кинетической теории. Компрессор засасывает 2·105 кг/ч воздуха.
Определите:
1) Параметры всех точек идеального цикла ГТУ, термический КПД ГТУ, теоретические мощности турбины, компрессора и всей ГТУ.
2) Параметры всех точек действительного цикла (с учетом необратимости процессов расширения и сжатия в турбине и компрессоре), приняв внутренние относительные КПД турбины и компрессора соответственно ηтoi = 0,87 и ηкoi = 0,87.
3) Внутренний КПД ГТУ, действительные мощности турбины, компрессора и всей ГТУ. Представьте оба цикла в T-, s— диаграмме.
17.63 Степень повышения давления в компрессоре газотурбинной установки (ГТУ) равна λ, температура рабочего тела (для k=cp/cυ=1,4) перед соплами турбины равна 800 ºС. В идеальном цикле ГТУ теплота подводится при постоянном давлении. Определить основные параметры рабочего тела в переходных точках цикла, термический КПД, удельную полезную работу цикла, а также изменение идеальной энтропии в процессе подвода теплоты, приняв теплоемкость рабочего тела не зависящей от температуры. Начальные параметры цикла р1=0,1 МПа и t1=27 ºC. Цикл представить в pυ- и Ts — координатах.
Таблица 1 – Числовые данные к задачам контрольной работы №1
| Предпоследняя цифра шифра | λ |
| 1 | 6 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: МИИТ
17.64 Для идеального цикла газовой турбины с подводом теплоты при (см. рис. 39) найти параметры в характерных точках, полезную работу, термический к.п.д., количество подведенной и отведенной теплоты, если дано: р1 = 100 кПа; t1 = 27 ºС; t3 = 700 ºС; λ = р2/p1=10; k = 1,4. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной.
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
17.65 Рассчитать цикл ГТУ с изохорным подводом теплоты, если начальные параметры рабочего тела р1 = 0,1 МПа, t1 = -20 ºС, степень повышения давления при сжатии β = 5, а температура рабочего тела на входе в турбину t3 = 750 ºС. Определить параметры в характерных точках цикла, подведенное и отведенное количество теплоты, работу, термический КПД цикла, а также термический КПД цикла Карно в том же интервале температур. Изобразить цикл в координатах р,υ и T,s.
17.66 Рассчитать цикл ГТУ с изобарным подводом теплоты и адиабатным сжатием в компрессоре, если начальные параметры рабочего тела р1 = 0,1 МПа, t1 = 10ºС, степень повышения давления при сжатии β = 6, а температура рабочего тела на входе в турбину t3 = 850ºС. Определить параметры в характерных точках цикла, подведенное и отведенное количество теплоты, работу, термический КПД цикла, а также термический КПД цикла Карно в том же интервале температур. Изобразить цикла в координатах p,υ и T,s. Рабочее тело – воздух.
17.67 Рассчитать цикл ГТУ с изобарным подводом теплоты и регенерацией (степень регенерации σ = 0,8), если начальные параметры рабочего тела р1 = 0,1 МПа, t1 = -10 ºС, степень повышения давления при сжатии β = 5,5, а температура рабочего тела на выходе из турбины t4 = 420 ºС. Определить параметры в характерных точках цикла, подведенное и отведенное количество теплоты, полезную работу и термический КПД цикла, а также термический КПД цикла Карно в том же интервале температур. Изобразить цикл в координатах p,υ и T,s. Рабочее тело – воздух.
17.68 Степень повышения давления в компрессоре газотурбинной установки (ГТУ) равна λ, температура рабочего тела (для k=cp/cυ=1,4) перед соплами турбины равна 800 ºС. В идеальном цикле ГТУ теплота подводится при постоянном давлении. Определить основные параметры рабочего тела в переходных точках цикла, термический КПД, удельную полезную работу цикла, а также изменение идеальной энтропии в процессе подвода теплоты, приняв теплоемкость рабочего тела не зависящей от температуры. Начальные параметры цикла р1 = 0,1 МПа и t1 = 27 ºС. Цикл представить в рυ- и Ts — координатах.
Числовые данные к задачам 2.1. Термодинамика
| Предпоследняя цифра учебного шифра | λ |
| 1 | 6 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: ТОГУ
Все задачи из: Гидравлика и теплотехника ТОГУ Хабаровск 2020
17.69 Для идеального цикла газотурбинной установки с изобарным подводом теплоты определить основные параметры рабочего тела в переходных точках цикла, термический КПД, полезную работу, количество подведённой и отведённой теплоты, если в начале сжатия рабочего тела абсолютное давление р1 = 0,1 МПа и t1 = 17ºC. Степень повышения давления в цикле λ, а температура рабочего тела в конце расширения t4. Рабочее тело — 1 кг сухого воздуха.
Таблица 2 –Числовые данные к задачам контрольной работы
| Предпоследняя цифра шифра | λ | t4, ºС |
| 1 | 4 | 480 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: СамГУПС
Все задачи из: Волов В.Т. Термодинамика и теплопередача СамГУПС 2012
17.70 Рассчитайте термический КПД простейшей газотурбинной установки, работающей по циклу с подводом теплоты при р = const и при следующих степенях повышения давления: 1) β1 = 5; 2) β2 = 10; 3) β3 = 20.
Считайте, что рабочее тело обладает свойствами воздуха. Показатель адиабаты принять равным k = 1,4.
Ответ: ηt,1 = 0,369; ηt,2 = 0,482; ηt,3 = 0,575.
