17 Газотурбинные установки
17.71 Газотурбинная установка (ГТУ) работает по циклу с подводом теплоты при p = const. Степень повышения давления β = 12.
Рассчитайте термический КПД ГТУ для двух случаев: 1) рабочим телом является воздух; 2) рабочим телом является гелий.
Ответ: 1) ηt = 0,508; 2) ηt = 0,630.
17.72 Для идеального цикла газотурбинной установки с подводом теплоты при р = const определить основные параметры (р, v, T) в характерных точках, термический КПД, полезную работу, а также количество подведенной и отведенной теплоты, если температура и давление рабочего тела (воздуха) в начале адиабатного сжатия равны t1 = 40ºC и р1 = 0,085 МПа, а температура рабочего тела в конце расширения t4 = 180ºC, степень повышения давления β = 4, степень предварительного расширения ρ = 2,1. Представить цикл в р-v и Т-s диаграммах.
17.73 В цикле газовой турбины с подводом теплоты при v = const начальные параметры рабочего тела р1 = 0,1 МПа и T1 = 300 К. Степень повышения давления в адиабатном процессе сжатия β = 10; k = 1,4. Температура на входе в турбину не должна превышать 1000 К. Рабочее тело – воздух; теплоемкости постоянные. Определить параметры (р, v, Т) в характерных точках цикла, удельную работу расширения, степень сжатия, полезную работу, удельное количество подведенной и отведенной теплоты, термический КПД цикла. Представить цикл в р-v и Т-s диаграммах.
17.74 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.
