РАСЧЕТ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Дисциплина «Энергетические машины и установки»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
ПО РАСЧЕТНОЙ РАБОТЕ
«ЦИКЛ РАБОТЫ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ПОСТОЯННОМ ДАВЛЕНИИ»
| Выполнил: студент гр. ЭМС-12-1 | Обухов П. Н. | |
| Проверил: доцент каф. РКТ и ЭУ, к.т.н. | Петрова Е. Н. |
Пермь, 2013
Содержание
| Введение………………………………………………….……..………………….... | 3 |
| 1. Исходные данные………………..……………………...………………………… | 4 |
| 2. Расчет газотурбинного двигателя……………………………………..…………. | 4 |
| Заключение…………………………………………………...……………………… | 10 |
| Список литературы………………………………………...………………………... | 11 |
ВВЕДЕНИЕ
Газотурбинный двигатель (ГТД) — один из видов теплового двигателя, в котором газ сжимается и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу газовой турбины.
Превращение теплоты в работу осуществляется в нескольких агрегатах ГТД приведен на рисунке 1.
|
|
|
Рисунок - 1. Схема газотурбинного двигателя:
ТН – топливный насос; КС – камера сгорания; К – компрессор; Т – турбина; ЭГ – электрогенератор.
Сначала воздушный компрессор сжимает атмосферный воздух, повышая его давление, и непрерывно подает его в камеру сгорания. Туда же топливным насосом непрерывно подается необходимое количество жидкого или газообразного топлива. Затем образующиеся в камере продукты сгорания выходят из нее через сопловой аппарат с повышенной температурой и почти тем же давлением, что и на выходе из компрессора. Следовательно, горение топлива происходит при постоянном давлении [1].
В газовой турбине продукты сгорания адиабатно расширяются, в результате чего их температура снижается, а давление уменьшается до атмосферного.
Рисунок - 2 Цикл газотурбинного двигателя.
Заменив сгорание топлива изобарным подводом теплоты (линия 2-3), а охлаждение выброшенных в атмосферу продуктов сгорания – изобарным отводом теплоты (линия 1-4), получается цикл ГТД, приведенный на рисунке 2:
1-2 – сжатие рабочего тела от атмосферного давления до давления в двигателе;
2-3 – горение в камере;
3-4 – процесс адиабатного расширения рабочего тела;
|
|
|
4-1 – отработанные газы выбрасываются в атмосферу [2].
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Р1 = 0,09 МПа – давление перед компрессором.
Т1 = 100 C – температура воздуха перед компрессором.
p= 6,5 – степень повышения давления в компрессоре .
ρ = 2,3 – степень предварительного расширения.
CP = 1 кДж/(кг·К) – теплоемкость при постоянном давлении.
R = 287 Дж/(кг·К) – удельная газовая постоянная.
k = 1,4 – коэффициент адиабаты .
Схема расчета:
1. основных показателей во всех основных точках цикла;
2. количества теплоты участков цикла;
3. изменение параметров 
- изменение внутренней энергии; 
- изменение удельной теплоемкости; 
- изменение удельной энтропии;
4. работа каждого процесса цикла;
5. термический КПД цикла через характеристики цикла.
РАСЧЕТ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
1. Основные показатели во всех основных точках цикла:
Точка 1:
· 
Точка 2:
Точка 3:
Точка 4:
| № | P,МПа | V,м3 | T, К | u, 
| i,
| S, 
|
| 1 | 0,09 | 0,902 | 283 | 201,8 | 283 | 66,3 |
| 2 | 0,585 | 0,237 | 483,11 | 344,46 | 483,11 | 66,3 |
| 3 | 0,585 | 0,545 | 1111 | 792,3 | 1111 | 902,5 |
| 4 | 0,09 | 2,076 | 650,9 | 464,1 | 650,9 | 902,5 |
Количество теплоты участков
|
|
|
1-2: 
2-3: 
3-4: 
4-1: 
3. Изменение параметров 
, 
, 
для процессов
Процесс 1-2:
Процесс 2-3:
Процесс 3-4:
Процесс 4-1:
Работа каждого процесса
1-2: 
2-3: 
3-4 : 
4-1 : 
| № | l, Дж | q, кДж | Δu, 
| Δi,
| ΔS, 
|
| 1-2 | -143578,9 | 0 | 142,66 | 200,11 | 0 |
| 2-3 | 228747,6 | 627,8 | 447,8 | 627,8 | 836,2 |
| 3-4 | 380447,2 | 0 | -328,2 | -460,3 | 0 |
| 4-1 | -134000,3 | -367,9 | -262,3 | -367,9 | -836,2 |
5. Термический КПД цикла через характеристики цикла.
Полученное значение КПД сравнить со значением, определенным по формуле:
Рисунок - 3 Расчетный цикл газотурбинного двигателя
Рисунок - 4 TS-диаграмма работы газотурбинного двигателя
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В курсовой работе был произведен расчет газотурбинного двигателя с подводом при постоянном давлении. Были рассчитаны технические показатели в основных точках цикла, количество теплоты, изменение параметров, а также термический КПД через характеристики цикла.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Арсеньев Г.В. Энергетические установки// М.: Высшая школа. - 1991. - С. 336.
|
|
|
2. Бендерский Б.Я. Техническая термодинамика и теплопередача// Курс лекций с краткими биографиями ученых: Учебное пособие. - 2007. - С. 264.
Исходные данные
| № | Р1, МПа | Т1, оС | p |
| 1 | 0,08 | 12 | 6 |
| 2 | 0,12 | 11 | 5,5 |
| 3 | 0,07 | 0 | 6,2 |
| 4 | 0,075 | -25 | 4 |
| 5 | 0,09 | - 4 | 4,5 |
| 6 | 0,095 | - 45 | 5 |
| 7 | 0,08 | 45 | 5,2 |
| 8 | 0,1 | 25 | 4,3 |
| 9 | 0,07 | 5 | 4,7 |
| 10 | 0,075 | 20 | 6,3 |
| 11 | 0,09 | -20 | 6 |
| 12 | 0,095 | 35 | 5,5 |
| 13 | 0,08 | -35 | 6,2 |
| 14 | 0,1 | -10 | 4 |
| 15 | 0,07 | - 30 | 4,5 |
| 16 | 0,075 | 30 | 5 |
| 17 | 0,09 | 40 | 5,2 |
| 18 | 0,095 | -40 | 4,3 |
| 19 | 0,075 | -15 | 4,7 |
| 20 | 0,09 | 0 | 6,3 |
| 21 | 0,095 | 16 | 4,3 |
| 22 | 0,08 | 23 | 4,7 |
| 23 | 0,1 | 8 | 6,3 |
| 24 | 0,07 | -2 | 4,5 |
Дата добавления: 2018-10-27; просмотров: 979; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!