17 Газотурбинные установки

17.12 Построить график зависимости термического к.п.д. идеального цикла газовой турбины с подводом теплоты при p=const для λ=2, 4, 6, 8 и 10.

17.14 Для теоретического цикла ГТУ с подводом теплоты при постоянном давлении определить:

— параметры (р, υ, Т) рабочего тела (воздуха) в характерных точках цикла 1, 2, 3 и 4;

— подведенную и отведенную теплоту;

— работу и термический КПД цикла;

— теоретическую мощность ГТУ при заданном расходе воздуха G.

Начальное давление р₁=0,1 МПа, начальная температура t₁=27 ºC, степень повышения давления в компрессоре π, температура газа перед турбиной t₃.

Дать схему и цикл установки в p-υ и T-s — диаграммах. Данные для решения задачи выбрать из таблицы 14.

Таблица 14 — Исходные данные к задаче №7

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: УГНТУ

17.16 На рис.60 приведена принципиальная схема газотурбинной установки, работающей с подводом теплоты при p=const и с полной регенерацией тепла.

На рисунке: ТН — топливный насос, КС — камера сгорания, ГТ — газовая турбина; ВК — воздушный компрессор; ПД — пусковой двигатель, Р — регенеративный подогреватель. Цикл этой установки представлен на рис.42.

Известны параметры t₁=30 ºC и t₅=400 ºC, а также степень повышения давления в цикле λ=6. Рабочее тело – воздух.

Определить термический к.п.д цикла. Какова экономия от введения регенерации?

Ответ: η_tрег=0,55, экономия составляет 37,5%.

17.17 Газотурбинная установка работает с подводом теплоты при υ=const и с полной регенерацией. Известны параметры: t₁=30 ºC и t₅=400 ºC; а также λ=р2/p1=4. Определить термический к.п.д. этого цикла. Изобразить цикл в диаграмме Ts.

Ответ: η_tрег=0,585.

17.19 Определить эффективный к.п.д. ГТУ, если степень повышения давления в компрессоре λ = 3,9, температура всасываемого в компрессор воздуха t₃ = 22ºС, температура газа на выходе из камеры сгорания t₁ = 717ºС, относительный внутренний к.п.д. турбины η_oi = 0,89, внутренний к.п.д. компрессора η_к = 0,86, к.п.д. камеры сгорания η_к.с = 0,98, механический к.п.д. η_м^ГТУ = 0,88 и показатель адиабаты k = 1,4.

Ответ: η_е^ГТУ = 0,167.

Учебник: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986.pdf

17.20 Провести расчет теоретического термодинамического цикла ГТУ с изобарным подводом теплоты, который задан следующими параметрами: давление воздуха на входе в ГТУ р₁; температура воздуха на входе в ГТУ  t₁; степень предварительного расширения продуктов сгорания ρ, степень повышения давления в компрессоре β.

Определить:

1) параметры всех характерных точек цикла (параметры состояния рабочего тела: давление p, удельный объем υ, температуру t, энтропию s);

2) термодинамические характеристики каждого процесса и цикла в целом:

— работу, производимую за цикл l_ц;

— полезно использованную теплоту цикла q_ц;

— изменение энтропии Δ_s;

— термический КПД цикла η_t;

— термический КПД цикла Карно η_tK.

Теоретический цикл представить в pV- и Ts- координатах с соблюдением масштаба.

В качестве рабочего тела принять 1 кг сухого воздуха. Удельная газовая постоянная R=286,4 Дж/(кг·К). Удельную теплоемкость воздуха считать постоянной и равной с_υ=0,72 кДж/(кг·К). Показатель адиабаты процессов сжатия и расширения принять равным k=1,4.

Таблица 3,4

Методические указания.pdf

ВУЗ: ВГИПУ