Оптимальная степень повышения давления в компрессоре

Оптимальная степень повышения давления в компрессоре

Оптимальная степень повышения давления в компрессоре

Повышениедавления воздуха в общем процессе сжатия(рис.1.6) происходит во входном устройстве(процесс Н-В)и в компрессоре (процесс В-К).

Поэтому можно записать, что ,где– степень повышения давления во входномустройстве, зависящая от числа М полетаи,а=р*к/р*в– степень повышения давления вкомпрессоре.

Тогда оптимальную степеньповышения давления в компрессоре найдемиз условия, что.Используя выражение для πвх и(1.4) для πопт, получим

.

Таким образом,оптимальная степень повышения давленияв компрессоре зависит от числа Мполета,высоты полета и температуры газов передтурбиной (через Δ = Тг*/ТН),а также от гидравлических потерь вэлементах двигателя и входного устройства,учитываемых коэффициентами ηс иηрсоответственно. При увеличенииΔ из-за ростаТг* или сниженияТН такжевозрастает из-за повышения.

Рис. 1.8. Зависимость

от МН при различных Δ

Рис. 1.9. Зависимость Lц и ηвнот π

и Δ (ηс = 0,85; ηр = 0,9; Н = 11 км)

Увеличение числа М полетаприводит к уменьшению из-завозрастания πвх. При большихсверхзвуковых скоростях полета из-зазначительного повышения πвхзначениеможет стать равным или даже меньшимединицы (рис. 1.

8). Это означает, что притаких скоростях полета применениекомпрессора уже не способствует повышениюLц. Поэтому при больших числахМ полета целесообразно применениебескомпрессорных (прямоточных) ВРД.

Зависимость работы и внутреннего кпд цикла от степени подогрева воздуха δ

На рис. 1.9 представленызависимости Lц и ηвн отπ при различных значениях Δ, рассчитанныепо формулам (1.1) и (1.3).

Как видно, увеличениеза счет повышения температуры газовперед турбинойТ*гили уменьшения температуры атмосферноговоздуха ТН (вследствиеизменения атмосферных условий иливысоты полета) приводит к увеличениюLцmax, ηвни πопт.

При Δ=Δminработа цикла равна нулю (рис. 1.10), т.к.теплотаQ, подведенная к воздуху вкамере сгорания, полностью расходуетсяна преодоление гидравлических потерьв общих процессах сжатия и расширения.

Дальнейшееувеличение Δ выше значения Δmin,как следует из формулы (1.1), приводит клинейному увеличениюLц.

Повышение внутреннегоКПД при увеличении Δ за счет увеличенияТг* объясняется тем, что приэтом количество теплотыQ=сп(Т*г–Т*к)возрастает линейно, а та его часть,которая затрачивается на преодолениегидравлических потерь, практическиостается постоянной. Поэтому приувеличении Δ относительная доля теплоты,преобразуемая вLц, увеличивается,что и приводит к росту ηвн. Причем,как видно из рис. 1.10, вначале при увеличенииΔ внутренний КПД увеличивается весьмаинтенсивно, пока доля теплоты, расходуемаяна преодоление гидравлическихсопротивлений, соизмерима с долейтеплоты, расходуемой на совершениеполезной работы. Но при дальнейшемувеличении Δ темп роста ηвнзамедляется и при очень больших Δвнутренний КПД стремится к термическомуКПД идеального цикла.

Рис. 1.10. Зависимость Lц , Q и ηвн от Δ (π = 30, ТН= 217 К, ηс = 0,85, ηр =0,9)

1.3. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ РАБОТЫЦИКЛА В МЕХАНИЧЕСКУЮ РАБОТУ В ГТДРАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ

Установим, в какиеформы механической энергии преобразуетсяработа цикла в двигателях различныхсхем. Для этого запишем уравненияБернулли для общего процесса сжатия иобщего процесса расширения.

Уравнение Бернулли,записанное для потока воздуха, участвующегов общем процессе сжатия Н-Кво входномустройстве и компрессоре (рис. 1.1), имеетследующий вид:

.

В соответствии сэтим уравнением работа, сообщаемаявоздуху в компрессоре, и часть кинетическойэнергии воздуха при его торможении отскорости V в сеченииН-Нпередвходным устройством до скоростискв сеченииК-Кза компрессором(рис. 1.2) расходуются на совершениеполитропной работы сжатия воздуха ипреодоление гидравлического сопротивленияв процессе этого сжатия.

https://www.youtube.com/watch?v=BZZo4TwX1Kc

Уравнение Бернуллидля потока газа, участвующего в общемпроцессе расширения К-Св камересгорания, турбине и сопле (рис.1.6), имеетследующий вид:

.

Таким образом,политропная работа расширения газа вкамере сгорания, турбине и соплерасходуется на создание работы на валутурбины, увеличение кинетической энергиигаза и преодоление гидравлическогосопротивления в процессе его расширения.

Сцелью упрощения будем пренебрегатьотбором воздуха из компрессора и подводомтоплива в камере сгорания, т.е. будемсчитать, что расходы воздуха и газаодинаковы. При этих предположенияхполучим следующее выражение для работыцикла:

Lц= (Lп.р–Lrр) – (Lп.с+Lrс) =.

Или окончательно

Lц=, (1.6)

где Lе=Lт–Lк– избыточнаяработа на валу двигателя, т. е. разностьмежду работами турбины и компрессора.

Выражение (1.6)показывает, что работа цикла двигателяв общем случае преобразуется в приращениекинетической энергии газового потока,проходящего через двигатель, и вмеханическую работу на его валу.Рассмотрим преобразование Lц вмеханические виды энергии, т.е. в работудвигателя как тепловой машины в двигателяхразличных схем.

В ТРД (рис. 1.2)работа, получаемая при расширении газав турбине, расходуется только на приводво вращение компрессора, а такжедвигательных и самолетных агрегатов.

Поэтому газ за турбиной таких двигателейобладает наиболее высокими значениямидавления и температуры (см. точкуТна рис. 1.6).

Эта энергия газа расходуетсяна дальнейшее увеличение скорости газав сопле, значение которой определяетуровень удельной тяги двигателя.

Еслипренебречь очень малой долей работы,затрачиваемой на привод агрегатов(менее 0,5% от Lц),тогда можно считать, что LтLк,а Lе=Lт–Lк≈0. Значит, в соответствии с (1.6), работаТРД как тепловой машины

Lтм=Lц=,

т.е. в ТРД Lцпрактически полностью преобразуетсяв приращение кинетической энергиигазового потока, проходящего черездвигатель, с целью создания реактивнойтяги.

ВТВДи ТВВД тягасиловой установки создается в основномвинтом, но частично также и за счетреакции струи. Газ в таких двигателяхрасширяется в турбине до давления,значительно более низкого, чем затурбиной ТРД (см. положение точки Т''на рис.1.6).

Работа турбины расходуетсяна привод во вращение компрессора ивспомогательных агрегатов, а также напривод во вращение винта иливинтовентилятора.

Оставшаяся послерасширения в турбине энергия газа идетна увеличение его кинетической энергиипри расширении в сопле с целью созданияреактивной тяги.

Таким образом, дляТВД и ТВВД в соответствии с (1.6) можнозаписать, что

Lтм=Lц=,

т.е. работа циклав ТВД и ТВВД преобразуется в механическуюработу Lе на валу турбины,которая передается на винт с цельюсоздания тяги винта, и в кинетическуюэнергию газа, протекающего черездвигатель с целью создания реактивнойтяги.

ЗадачейТВаД являетсясоздание работы на валу свободнойтурбины (рис. 1.5) с целью передачи ее навал несущего и рулевого винтов.Кинетическая энергия газового потока,проходящего через двигатель, практическине используется для создания реактивнойтяги.

Поэтому у этих двигателей послерасширения газа в турбине компрессорагаз полностью расширяется в свободнойтурбине до давления, близкого катмосферному (см. положение точки Т'''на рис. 1.6), с целью получения максимальноймощности свободной турбины. Поэтомувыражение (1.

6) для ТВаД приобретаетследующий вид:

Lтм=Lц=,

Рис. 1.11. Схкма двухконтурного

двигателя с раздельными контурами

т.е. работа цикла в ТВаДпрактически полностью преобразуетсяв механическую работу на валу свободнойтурбины с целью передачи ее нанесущийи рулевой винты.

Вдвухконтурныхдвигателях с раздельными контурами(рис.1.11) вовнутреннем контуре осуществляетсятакой же рабочий процесс, как и у ГТДдругих схем.

Одна часть работы циклавнутреннего контура в этих двигателяхрасходуется на увеличение кинетическойэнергии газового потока, протекающегочерез этот контур, а другая ее часть Lечерез вентилятор передается воздухунаружного контура, т.е.

Lц=.

Приближенно будемсчитать, что расход газа через турбинувнутреннего

контура равенрасходу воздуха через этот контур.

Составив уравнение баланса энергии,отбираемой из внутреннего контура, иэнергии, передаваемой в вентиляторевоздуху, протекающему через наружныйконтур, получим GвILе=GвIILкIIилиLе=mLкII.ЗдесьGвIиGвII–расходы воздуха через внутренний инаружный контур соответственно,m=GвII/GвI–степень двухконтурности двигателя, а

LкII– работа, сообщаемая в вентиляторекаждому килограмму воздуха, проходящемучерез наружный контур. Подставив значениеLев формулудля работы цикла, получим

Lц=.

Но в соответствиис уравнением Бернулли, записанным длянаружного контура при условии полногорасширения воздуха в сопле этого контура,имеем

.

Таким образом, невся работа, подводимая в вентиляторе квоздуху, протекающему через наружныйконтур, расходуется на увеличение егокинетической энергии .Часть этой работы теряется в видегидравлических потерь,возникающих при движении воздуха в этомконтуре.

Для оценки величиныэтих потерь введем коэффициент полезногодействия наружного контура

.

Этот коэффициентучитывает все гидравлические потери впроточной части наружного контура отсечения Н-Ндо сечениясII-сII(рис.1.11). При дозвуковых скоростях полетаηІІ= 0,8…0,85, т.е. до 15…20% энергии,передаваемой воздуху наружного контура,тратится на гидравлические потери вэтом контуре.

Подставив значениеηІІв уравнение Бернулли длянаружного контура и разделив его наGвI,получим

.

Тогда для работыцикла двухконтурного двигателя сраздельными контурами окончательнобудем иметь

Lц=. (1.7)

Таким образом, вдвухконтурном двигателе с раздельнымиконтурами часть работы цикла внутреннегоконтура расходуется на увеличениекинетической энергии газового потока,протекающего через этот контур, а часть– на увеличение кинетической энергиивоздуха, протекающего через наружныйконтур, и гидравлические потери,возникающие при движении воздуха внаружном контуре.

Работа ТРДД кактепловой машины равна суммарномуприращению кинетической энергии газовогопотока в обоих контурах, т. е.

Lтм=. (1.8)

Как видно Lтм

Источник: https://studfile.net/preview/6154712/page:55/

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Оптимальная степень повышения давления в компрессоре

Cтраница 1

Оптимальная степень повышения давления зависит прежде всего РѕС‚ температуры газов перед турбиной Рё увеличивается СЃ повышением температуры.  [1]

Оптимальная степень повышения давления РІ компрессоре определяется РїРѕ наибольшей величине холодильного коэффициента.  [2]

Оптимальная степень повышения давления РІ компрессоре определяется РїРѕ наибольшему значению холодильного коэффициента.  [3]

Оптимальные степени повышения давления в рассматриваемой схеме близки к величинам, характерным для обычных ГТУ.

Это позволяет легко решить как задачу удаления солей, так и проблему водоснабжения.

Р’ итоге данная схема допускает немедленное создание газопаровых установок РЅР° РѕСЃРЅРѕРІРµ использования стандартного оборудования Рё может рассматриваться, как важный вклад РІ дело повышения технико-экономических показателей обычных ГТУ.  [4]

Значения оптимальной степени повышения давления увеличиваются СЃ возрастанием начальной температуры газов, поступающих РІ турбину.  [5]

РџСЂРё выборе оптимальной степени повышения давления РїРѕ максимальному значению – необходимо учитывать отклонение РѕС‚ условий, соответствующих минимальному значению удельного расхода газа ( продуктов сгорания) – dt РєРі / квтч. Удельный расход газа характеризует размеры установки, главным образом, размеры проходных сечений тур-Р±РёРЅС‹ Рё компрессора Рё РїСЂРё больших мощностях может явиться решающим критерием РїСЂРё выборе оптимальных параметров установки. Величина, обратная d – t, выражает полезную отдачу энергии СЃ 1 РєРі газа.  [6]

Регенерация уменьшает оптимальную степень повышения давления, Р° следовательно, Рё число ступеней компрессора.  [8]

РџСЂРё наличии регенерации оптимальная степень повышения давления РІ цикле уменьшается РїРѕ сравнению СЃ простым циклом.  [9]

Как видно из рис. 2.37, существует оптимальная степень повышения давления в компрессоре.

Значение СЂРѕСЂ, тем больше, чем больше температура газов перед турбиной РўСѓ РќР° этом же СЂРёСЃСѓРЅРєРµ для сравнения показан термический РљРџР” ГТУ.  [11]

РќРѕ даже эта несколько односторонняя постановка РІРѕРїСЂРѕСЃР° РїСЂРё нахождении оптимальной степени повышения давления РІ двигателе может быть полезной, особенно РІ тех случаях, РєРѕРіРґР° проектируется новый тип двигателя, для которого отсутствуют опытные данные.  [12]

Работа обычных ГТУ РїРѕ газопаровому циклу СЃ котлом-утилизатором Близость оптимальных степеней повышения давления РІ ГТУ Рё РІ газопаровых установках СЃ котлом-утилизатором позволяет рассматривать газопаровую схему СЃ котлом-утилизатором как средство улучшения показателей ГТУ.  [14]

Термодинамический расчет воздушной тур-бохолодильной машины состоит РІ РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРј РІ отыскании оптимальной степени повышения давления РІ компрессоре РІ целях получения максимального холодильного коэффициента РїСЂРё заданных сопротивлении гидравлического тракта машины, РљРџР” компрессора Рё турбодетандера, температуре РЅР° РІС…РѕРґРµ РІ компрессор Рё турбодетандер Рё величине недоре-куперации.  [15]

Страницы:      1    2

Источник: https://www.ngpedia.ru/id481571p1.html

Оптимальная степень повышения давления компрессора с идеальным регенератором, выражение коэффициента полезного действия действительного двигателя

Оптимальная степень повышения давления в компрессоре

В ГТУ с регенератором воздух после компрессора в количестве GВ с температурой ТК и давлением рК направляется в теплообменник, где подогревается выходящим из турбины газом в количестве GП.С. до температуры ТР, при этом газ охлаждается от температуры ТТ до температуры ТУ.

Эффективность регенератора оценивают обычно степенью регенерации

Источник: https://megaobuchalka.ru/10/17200.html

Параметры компрессора

Оптимальная степень повышения давления в компрессоре

Основными параметрами любого объёмного компрессора являются: степень повышения давления (не путать с давлением на выходе) и объёмный расход. Вторичными: мощность приводного двигателя (прямо пропорциональна двум основным), объём ресивера (непосредственно к компрессору не относится, но входит в состав некоторых компрессорных установок), давление на выходе.

Степень повышения давления

По сути этот параметр равен величине давления нагнетания делённой на величину давления всасывания. Надо чётко понимать, что в компрессорах далеко не всегда на входе давление равно атмосферному (компрессор дожимающий или включен в технологический цикл).

Или, например, во второй ступени какого-нибудь двухступенчатого компрессора давление на входе во вторую ступень равно (точнее чуть меньше) давлению на выходе первой ступени и давление на выходе из второй ступени будет равно давлению всасывания второй ступени умноженному на величину степени повышения давления второй ступени. Т.е.

степень повышения давления характерна и для компрессора в общем и для каждой ступени в частности. Именно под степень повышения давления проектируются все компрессоры.

Пример: положим у компрессора степень повышения давления 4, давление на входе 0,101 МПа (1 норм. атмосфера.). Тогда конечное давление которое сможет выдать такой компрессор — 4″1=4 атмосфер. Если тот же компрессор поднять высоко в горы, то давление нагнетания будет уменьшаться по мере увеличения высоты установки.

Как правило степень повышения давления в каталогах не указывается. Величина безразмерная.

Объёмный расход (производительность)

Это количество сжатого газа в единицу времени, которое компрессор нагнетает в сеть.

В случае с поршневым компрессором эта величина в основном напрямую зависит от величины объёма цилиндра при нахождении цилиндра в нижней мертвой точке (принимаем мёртвое пространство равным нулю) и частоты вращения приводного вала (за каждое полное вращение приводного вала поршень делает один рабочий цикл).

Важно понимать тот факт, что сеть по сути представляет собой большой сосуд, работающий под давлением. С одной стороны в этот сосуд заполняется газом компрессором, с другой опустошается работающим от этой сети оборудованием.

И ещё один момент: расход ВСЕГДА указывается по параметрам газа НА ВСАСЫВАНИИ компрессора. Параметры типа «реальная производтельность», «реальная потребность в воздухе» не имеют НИКАКОГО физического либо технического смысла.

К сожалению, такие термины зачастую приходится слышать от людей занимающихся компрессорным оборудованием (причём, объяснить этот термин сами они не могут), что обусловлено банальной технической безграмотностью.

Как правило величины указанных лжепараметров сильно меньше величины производительности компрессора по параметрам всасывания и подбор компрессора основываясь на таких параметрах может привести к серъёзной ошибке.

Если продавец начинает рассказывать вам про «реальную производительность» компрессора, Вы можете, проявив техническую грамотность, спросить его, при каких таких параметрах газа измерена эта «реальная производительность», в каком месте компрессора, и главное КАК, он сможет её измерить экспериментально. Готов спорить, что в 99% случаев Вы не получите никакого внятного ответа (что-нибудь типа «ну поставщики нам там что то когда то на тренингах говорили»), а если получите, то скорее всего это будет типичная «пропара клиента».

Итак производительность компрессора указывается при параметрах газа на всасывании (как правило это давление 1 атмосфера и температура 20 градусов), это обуловлено тем, что давление в сети в процессе работы постоянно меняется (причём серъёзно, зачастую в разы) и едва ли кто то будет пересчитывать производительность компрессора по сжатому газу, давление которого постоянно скачет.

Пример: внеся ряд упрощений в работу поршневого компрессора положим объём рабочей камеры при нахождении поршня в нижней мёртвой точке поршня — 200 см.куб. (0,2 литра), частота вращения вала компрессора 1500 об/мин, давление всасывания 1 атмосфера, степень повышения давления 4.

Производительность компрессора будет равна: 0,2″1500=300 л/мин газа при давлении 1 атм. Поскольку мы сжали газ в 4 раза, объёмный расход газа при давлении 4 амосферы будет равняться 300/4=75 л/мин.

Поскольку 4 это максимальная степень повышения давления, то реально давлениие газа будет постоянно меняться от 1 атм до 4 атм (в зависимости от потребеления сети), что ставит задачу постоянного пересчёта параметров компрессора.

Именно поэтому, в компрессорах применяется объёмная производительность по параметрам всасывания, т.к. на неё никак не влияют постоянно меняющиеся параметры сети. Если для Вашего оборудования указано потребление воздуха, то скорее всего указано оно при давлении 1 атм.

Иначе технологи, проектирующие пневмосети имели бы множество проблем с «подгонкой» в схему сети оборудования для одного из которого потребление указано при давлении А, для другого при давлении Б, для третьего вообще непойми при каком давлении.

Мощность приводного двигателя

Источник: https://kirkstore.ru/razbiraemsya-v-parametrax-kompressora/

Выбор оптимальной степени повышения давления

Оптимальная степень повышения давления в компрессоре

Омский Государственный Технический Университет

«Кафедра теплоэнергетики»

курсовой проект

по теме:

Газотурбинные двигатели

Выполнил: студент

группы ПТЭ-313

Горбунов И.П.

Проверил: доцент,

К.Т.Н.

Приходченко А.В.

Омск 2006

Задание на курсовой проект……………………………………………………… 2

Введение………………………………………………………………………………….. 3

1.Выбор оптимальной степени повышения давления…………………… 6

2. Расчет тепловой схемы ГТУ с регенерацией……………………………. 8

3. Расчёт турбины…………………………………………………………………… 12

4. Расчёт компрессора ГТУ……………………………………………………… 21

Литература……………………………………………………………………………. 26

Введение

Газотурбинной установкой ГТУ называют тепловой двигатель, состоящий из трёх основных элементов: воздушного компрессора, камеры сгорания и газовой турбины. На рисунке 1 представлена схема простой ГТУ. Принцип действия установки сводится к следующему.

Атмосферный воздух сжимается компрессором К и при повышенном давлении подаётся в камеру сгорания КС, куда одновременно подают жидкое топливо топливным насосом ТН или газообразное топливо от газового компрессора.

В камере сгорания воздух разделяется на два потока: один поток в количестве, необходимом для сгорания топлива поступает внутрь жаровой трубы ЖТ; второй – обтекает жаровую трубу снаружи и подмешивается к продуктам сгорания для понижения их температуры.

Процесс сгорания в камере происходит при почти постоянном давлении. Получающийся после смешения потоков газ поступает в газовую турбину Т, в которой, расширяясь, совершает работу, а затем выбрасывается в атмосферу.

Развиваемая турбиной мощность частично расходуется на привод компрессора, а оставшаяся часть является полезной мощностью газотурбинной установки.

Рисунок 1

В цикле простой ГТУ газы покидают температуру при высокой температурой, что является основной причиной низкой энергетической эффективности подобных установок.

Одним из путей использования теплоты уходящих газов является применение теплообменных аппаратов – регенераторов, в которых уходящие газы отдают часть своей теплоты воздуху, сжатому в компрессоре.

Схема ГТУ с регенератором показана на рисунке 2.

Цикл простой ГТУ без учёта потерь в воздушном и газовом трактах представлен в T, s – диаграмме на рисунке 3, а. Точка a определяется начальными параметрами воздуха перед компрессором.

Линия ab соответствует процессу сжатия воздуха в компрессоре до параметров pb и Tb, а линия ab' – изоэнтропийному сжатию до того же конечного давления pb и температуры Tbt. Линией bc изображён процесс изобарического подвода теплоты в камере сгорания.

Линия cd соответствует процессу расширения газа в турбине до давления pd, cd' – изоэнтропийному расширению до того же давления pd. Линия da – условное замыкание цикла. На самом деле в точке d продукты сгорания выбрасываются в атмосферу.

Следует отметить, что изображение всего цикла ГТУ на одной диаграмме условно, поскольку построено для одного неизменного вещества, в то время как процессы, составляющие цикл соответствуют разным веществам.

Так в процессе сжатия в качестве рабочего тела выступает воздух, в процессе расширения – продукты сгорания, а процесс в камере сгорания в результате химической реакции протекает при переменном составе рабочей среды. Не смотря на это, условность изображения цикла позволяет с достаточной точностью проводить определение характеристик ГТУ.

Рисунок 2

Рисунок 3

Процесс ГТУ с регенерацией в T, s – диаграмме изображён на рисунке 3, б. Линия be соответствует нагреву воздуха, а линия df – охлаждению продуктов сгорания в регенераторе.

В настоящее время ГТУ применяются для различных целей. Широкое распространение они получили в авиации и дальнем газоснабжении.

В авиации газотурбинный двигатель занимает ведущее место, почти полностью вытеснив двигатель внутреннего сгорания.

На компрессорных станциях магистральных газопроводов ГТУ используются в качестве двигателей для привода газоперекачивающих компрессоров. При этом топливом служит газ, отбираемый из магистральной линии.

В стационарной энергетике на тепловых электрических станциях применяются ГТУ в качестве резервных и пиковых источников энергии, а также в составе парогазотурбинных установок (ПГУ). В ПГУ отходящие от ГТУ газы подаются в котёл-утилизатор, где вырабатывается водяной пар, подаваемый в паровую турбину, которая вырабатывает дополнительную мощность.

ГТУ находят применение также в качестве теплофикационных установок. В этом случае газы из турбины подаются в специальный котёл или водяной подогреватель. Уменьшение температуры уходящих газов вызывает значительное возрастание КПД установки, а сама установка оказывается проще и дешевле соответствующей паротурбинной установки.

В промышленности ГТУ широко применяются в доменном производстве для привода воздуходувок, которые подают воздух повышенного давления в печь. При этом топливом для установки служит доменный газ – побочный продукт доменного производства.

В качестве двигателя ГТУ наряду с другими типами двигателей используются на железнодорожном транспорте, в торговом и военно-морском флоте. Автомобиль с газотурбинным двигателем пока ещё находится в стадии разработки.

Таким образом, ГТУ является перспективным и широко распространённым тепловым двигателем.

Выбор оптимальной степени повышения давления

В компрессоре ГТУ

Оптимальная степень повышения давления в компрессоре для выбранной схемы ГТУ определяется из условия обеспечения максимального КПД на расчётном режиме работы установки. Для газотурбинной установки с регенерацией КПД определяется по следующей формуле

, (1.1)

где – КПД камеры сгорания; ; – средняя теплоёмкость газов в интервале температур Tc – Td; – средняя теплоёмкость процесса подвода тепла в камере сгорания; – средняя теплоёмкость воздуха в интервале температур Tb – Ta; ; – степень повышения давления в компрессоре; – отношение давлений в турбине; – коэффициент, учитывающий потери давления газа в проточной части установки; – коэффициент, учитывающий потери давления в воздушном тракте между компрессором и турбиной; – коэффициент, учитывающий потери давления в системах всасывания воздуха (перед компрессором) и выхлопа газов (за турбиной); – КПД турбины; – КПД компрессора; – показатель изоэнтропы воздуха в процессе сжатия в компрессоре; – показатель изоэнтропы газов в процессе расширения в турбине.

Методика определения оптимальной степени повышения давления состоит в следующем. По формуле 1.1 определяют КПД установки с определённым интервалом для различных значений степени повышения давления в компрессоре.

При этом допустимо пренебречь влиянием изменения теплоёмкости в цикле, т.е. принять . В расчёте принимают . Результаты сводят в таблицу 1.1 и используют для построения зависимости , представленной на рисунке 1.1.

Таблица 1.1.

n(к.с) λ n(т) n(к) С(рв/рг) m(в/г) δ t E η
0,98 0,94 0,88 0,86 0,275 1,88 3,88 0,2709119
2,82 0,335199
3,76 0,3524986
4,7 0,3544298
5,64 0,3498361
6,58 0,3420878
7,52 0,3327124
8,46 0,3224826
9,4 0,3118196

Рисунок 1.1.

По построенному графику определяют оптимальную степень повышения давления в компрессоре соответствующую максимальному значению КПД на расчётном режиме работы ГТУ. Данное значение степени повышения давления принимается ε=5 для дальнейших расчётов газотурбинной установки.

Дата добавления: 2016-11-12; просмотров: 918 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов

Источник: https://lektsii.org/9-21744.html

ПроГипертонию
Добавить комментарий