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.
Скачать файл другим способом17.72 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 В активной ступени газ с начальным давлением р0 = 0,29 МПа и температурой t0 = 800 ºС расширяется до р1 = 0,15 МПа. Определить абсолютную скорость выхода газа из канала между рабочими лопатками и построить треугольник скоростей, если скоростной коэффициент сопла φ = 0,95, скоростной коэффициент лопаток ψ = 0,87, угол наклона сопла к плоскости диска α1 = 15º, отношение окружной скорости на середине лопатки к действительной скорости истечения газа из сопл u/c1 = 0,44, угол выхода газа из рабочей лопатки β2 = β1 — 5º, показатель адиабаты k = 1,34 и газовая постоянная R = 288 Дж/(кг·К).
Ответ: с2 = 108 м/c.
Скачать файл (оплата в RUB)Все задачи из: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986
17.75 Для теоретического цикла газотурбинной установки (ГТУ) с изобарным подводом тепла (без регенерации) определить параметры (р, υ, t) характерных точек цикла, полезную работу и теоретический КПД, если известны начальное давление р1 = 1 бар, начальная температура t1, степень повышения давления λ = р2/р1 и количество тепла q1, подведенное к 1 кг рабочего тела (рабочим телом считать воздух).
Определить массовый расход воздуха по заданной мощности ГТУ NТ. Определить также КПД цикла Карно, проведенного в том же интервале температур (t1 ÷ t3), что и цикл ГТУ. Показать схему ГТУ и ее цикл в рυ и Ts – диаграммах.
Таблица 5
| Вариант | t1, ºС | λ = р2/р1 | q1, кДж/кг | NТ, кВт |
| 03 | 25 | 7,5 | 500 | 10000 |
При решении задачи считать, что теплоемкость воздуха не зависит от температуры.
Все задачи из: Техническая термодинамика КНИТУ 1981 Задача 5
17.76 Для идеального цикла газотурбинной установки (ГТУ) с подводом теплоты при р = const (рис. 5) заданы следующие параметры: давление и температура воздуха перед компрессором р1 = 0,1 МПа, t1, ºС, давление и температура газов на выходе из камеры сгорания р3, МПа, t3, ºС. Расход воздуха через компрессор G, кг/c. Рабочее тело обладает свойствами воздуха.
Определить: мощности: компрессора, газовой турбины, всей ГТУ; термический КПД цикла; термический КПД регенеративного цикла ГТУ (рис. 6) при тех же параметрах и степени регенерации σр = 0,6.
Таблица 8
| Вариант | t1, °С | G, кг/с | t3, °С | р3, МПа |
| 05 | 17 | 75 | 700 | 0,7 |
Оформление готовой работы
17.77 «Циклы газотурбинной установки»
Для идеализированного цикла газотурбинной установки, заданного значениями параметров, приведенных в таблице 5, определить давление, удельный объем и температуру во всех характерных точках цикла; работу и теплоту за цикл, а также термический КПД цикла ηt.
Известны параметры в начальной точке процесса р1 и t1, степень сжатия ε = υ1/υ2, степень повышения давления λ = p3/p2 и степень предварительного расширения ρ = υ3/υ2. В качестве рабочего тела принять воздух. Теплоемкости определять согласно молекулярно-кинетической теории идеального газа. Схематично изобразить цикл в рυ- и Ts – диаграммах.
Таблица 5
Исходные данные по вариантам
| Вариант | р1, МПа | Т1, К | Подвод тепла | ε | λ | ρ |
| 02 | 0,110 | 280 | υ = const | 5,7 | 1,5 | — |
17.78 Для теоретического цикла ГТУ с подводом теплоты при постоянном давлении определить параметры рабочего тела (воздуха) в характерных точках цикла, подведенное и отведенное тепло, работу и термический КПД цикла, если начальное давление р1 = 0,1 МПа, начальная температура t1 = 27ºС, степень повышения давления в компрессоре π, температура газа перед турбиной t3.
Определить теоретическую мощность ГТУ при заданном расходе воздуха G. Привести принципиальную схему и изобразить цикл установки в p-υ и T-s диаграммах.
Данные для решения задачи выбрать из табл. 4. Теплоемкость воздуха принять не зависящей от температуры.
Ответить на вопросы:
— как влияет температура t3 на мощность ГТУ при выбранной степени повышения давления π?
— определить ηt ГТУ для вашего варианта задачи, если рабочее тело — гелий и объяснить влияние атомности газа на экономичность ГТУ.
| Вариант | π =p2/p1 | t3, ºС | G, кг/c |
| 01 | 6,5 | 700 | 35 |
