Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Апреля 2016 в 13:37, практическая работа
Для начала зададим степень сжатия в компрессоре с шагом 0,1.
Степень сжатия в турбине вычислим по формуле
. (1)
Где – коэффициент потерь.
Перейдем к расчету температур. Т1- температура воздуха на входе,
- температура на выходе из первого компрессора
1.Поиск эффективного КПД……………………………………………….
2.Поиск основных параметров ГТУ……………………………………...
3.Поиск расхода рабочего тела и топлива………………………………
4.Поиск режимных характеристик в интервале изменения температуры наружного воздуха…………………………………………
5.Графический материал…………………………………………………..
6.Список литературы……………………………………………………….
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра промышленной теплоэнергетики
Расчётное задание
«Расчет энергетической ГТУ»
по дисциплине «Техническая термодинамика»
Липецк 2003
Содержание
1.Поиск эффективного КПД……………………………………………….
2.Поиск основных
параметров ГТУ……………………………………..
3.Поиск расхода
рабочего тела и топлива…………………
4.Поиск режимных
характеристик в интервале
5.Графический материал…………………………………………………..
6.Список литературы……………………………
1.Поиск эффективного КПД.
Для начала зададим степень сжатия в компрессоре с шагом 0,1.
Степень сжатия в турбине вычислим по формуле
.
Где – коэффициент потерь.
Перейдем к расчету температур. Т1- температура воздуха на входе,
- температура
на выходе из первого
. (2)
Т2- температура после промежуточного холодильника,
-температура
на выходе из второго
. (3)
Работу первого компрессор ищем по формуле
.
Где Ср- изобарная теплоемкость воздуха (Ср=1004,5 ), , k-постоянная адиабаты для воздуха (k=1,4), z- число ступеней компрессора, . Аналогично рассчитываем работу второго компрессора по формуле
.
Суммарная работа компрессоров вычисляется по формуле
Работу турбины вычислим по формуле
. (7)
Где Т3- температура на входе в турбину, ,
Вычислим работу ГТУ
Подведенную теплоту найдем по формуле
.
Эффективный КПД вычисляется так:
.
2.Поиск основных параметров ГТУ.
=14,59
479,6 К
Параметры, соответствующие оптимальному КПД приведены в таблице:
Таблица 2
Эффективный КПД |
ηе |
0,2478 |
Степень сжатия в компрессорах |
πк |
15,2 |
Степень расширения в турбине |
πт |
14,59 |
Температура на выходе из первого компрессора |
T1', К |
452,87 |
Температура после промежуточного холодильника |
T2, К |
305 |
Температура на выходе из второго компрессора |
T2', К |
479,6 |
Работа первого компрессора |
lк1, кДж/кг |
165,611 |
Работа второго компрессора |
lk2, кДж/кг |
175,387 |
Суммарная работа компрессоров |
lk, кДж/кг |
340,998 |
Работа турбины |
lт, кДж/кг |
531,038 |
Работа ГТУ |
l ГТУ, кДж/кг |
190,039 |
Тепло, подведенное к системе |
q подв, кДж/кг |
766,833 |
3.Поиск расхода рабочего тела и топлива.
Определим расход воздуха по формуле:
,
Где N- мощность ГТУ
.
Определим расход топлива по формуле:
,
Где
Удельный расход топлива определяется отношением
.
Таблица 3
Расход воздуха |
||
Расход топлива |
||
Удельный расход топлива |
4.Поиск режимных
Интервал изменения температур: .
От температуры наружного воздуха не зависят : πк, πт , работа второго компрессора, работа турбины и подведенное тепло. Соответствующие им оптимальные значения возьмем из Таблицы 2 и разбив интервал изменения температур по 2 К, произведем расчет остальных характеристик ГТУ.
Пример расчета режимных характеристик для температуры наружного воздуха Т1=243 К
Таблица 4
T1 |
lк1, Дж |
lk2, Дж |
lk, Дж |
lт, Дж |
l ГТУ, Дж |
q подв, Дж |
N, Вт |
Gвоз |
Gтопл |
qтопл |
ηе |
243 |
139734,79 |
175387,29 |
315122,08 |
531038,64 |
215916,55 |
766833,71 |
8000000 |
37,05 |
0,7103 |
0,000320 |
0,28 |
245 |
140884,87 |
175897,61 |
316782,49 |
531902,36 |
215119,88 |
766323,39 |
8000000 |
37,19 |
0,7125 |
0,000321 |
0,28 |
247 |
142034,95 |
176405,08 |
318440,04 |
532758,86 |
214318,82 |
765815,92 |
8000000 |
37,33 |
0,7147 |
0,000322 |
0,28 |
249 |
143185,03 |
176909,74 |
320094,77 |
533608,23 |
213513,46 |
765311,26 |
8000000 |
37,47 |
0,7169 |
0,000323 |
0,28 |
251 |
144335,12 |
177411,61 |
321746,72 |
534450,59 |
212703,87 |
764809,39 |
8000000 |
37,61 |
0,7191 |
0,000324 |
0,28 |
253 |
145485,2 |
177910,73 |
323395,92 |
535286,04 |
211890,12 |
764310,27 |
8000000 |
37,76 |
0,7214 |
0,000325 |
0,28 |
255 |
146635,28 |
178407,13 |
325042,41 |
536114,67 |
211072,26 |
763813,87 |
8000000 |
37,9 |
0,7237 |
0,000326 |
0,28 |
257 |
147785,36 |
178900,85 |
326686,2 |
536936,59 |
210250,38 |
763320,15 |
8000000 |
38,05 |
0,7261 |
0,000327 |
0,28 |
259 |
148935,44 |
179391,91 |
328327,35 |
537751,88 |
209424,53 |
762829,09 |
8000000 |
38,2 |
0,7285 |
0,000328 |
0,27 |
261 |
150085,52 |
179880,35 |
329965,87 |
538560,65 |
208594,79 |
762340,65 |
8000000 |
38,35 |
0,7309 |
0,000329 |
0,27 |
263 |
151235,6 |
180366,19 |
331601,79 |
539362,99 |
207761,2 |
761854,81 |
8000000 |
38,51 |
0,7334 |
0,000330 |
0,27 |
265 |
152385,68 |
180849,48 |
333235,16 |
540158,99 |
206923,83 |
761371,52 |
8000000 |
38,66 |
0,7359 |
0,000331 |
0,27 |
267 |
153535,76 |
181330,22 |
334865,98 |
540948,73 |
206082,74 |
760890,78 |
8000000 |
38,82 |
0,7384 |
0,000332 |
0,27 |
269 |
154685,84 |
181808,46 |
336494,31 |
541732,3 |
205238 |
760412,54 |
8000000 |
38,98 |
0,7410 |
0,000333 |
0,27 |
271 |
155835,92 |
182284,23 |
338120,15 |
542509,79 |
204389,64 |
759936,77 |
8000000 |
39,14 |
0,7436 |
0,000335 |
0,27 |
273 |
156986 |
182757,54 |
339743,54 |
543281,29 |
203537,74 |
759463,46 |
8000000 |
39,3 |
0,7463 |
0,000336 |
0,27 |
275 |
158136,08 |
183228,43 |
341364,51 |
544046,86 |
202682,35 |
758992,57 |
8000000 |
39,47 |
0,7489 |
0,000337 |
0,27 |
277 |
159286,16 |
183696,92 |
342983,09 |
544806,6 |
201823,52 |
758524,08 |
8000000 |
39,64 |
0,7517 |
0,000338 |
0,27 |
279 |
160436,24 |
184163,05 |
344599,29 |
545560,58 |
200961,29 |
758057,95 |
8000000 |
39,81 |
0,7544 |
0,000339 |
0,27 |
281 |
161586,32 |
184626,83 |
346213,15 |
546308,89 |
200095,74 |
757594,17 |
8000000 |
39,98 |
0,7572 |
0,000341 |
0,26 |
283 |
162736,4 |
185088,29 |
347824,69 |
547051,58 |
199226,89 |
757132,71 |
8000000 |
40,16 |
0,7601 |
0,000342 |
0,26 |
285 |
163886,49 |
185547,45 |
349433,94 |
547788,74 |
198354,81 |
756673,55 |
8000000 |
40,33 |
0,7629 |
0,000343 |
0,26 |
287 |
165036,57 |
186004,35 |
351040,91 |
548520,45 |
197479,54 |
756216,65 |
8000000 |
40,51 |
0,7659 |
0,000345 |
0,26 |
289 |
166186,65 |
186459 |
352645,65 |
549246,77 |
196601,12 |
755762 |
8000000 |
40,69 |
0,7688 |
0,000346 |
0,26 |
291 |
167336,73 |
186911,43 |
354248,16 |
549967,77 |
195719,62 |
755309,57 |
8000000 |
40,87 |
0,7718 |
0,000347 |
0,26 |
293 |
168486,81 |
187361,66 |
355848,47 |
550683,53 |
194835,06 |
754859,34 |
8000000 |
41,06 |
0,7749 |
0,000349 |
0,26 |
295 |
169636,89 |
187809,72 |
357446,61 |
551394,1 |
193947,5 |
754411,28 |
8000000 |
41,25 |
0,7780 |
0,000350 |
0,26 |
297 |
170786,97 |
188255,62 |
359042,59 |
552099,56 |
193056,97 |
753965,38 |
8000000 |
41,44 |
0,7811 |
0,000351 |
0,26 |
299 |
171937,05 |
188699,4 |
360636,45 |
552799,97 |
192163,53 |
753521,6 |
8000000 |
41,63 |
0,7843 |
0,000353 |
0,26 |
301 |
173087,13 |
189141,06 |
362228,19 |
553495,4 |
191267,21 |
753079,94 |
8000000 |
41,83 |
0,7875 |
0,000354 |
0,25 |
303 |
174237,21 |
189580,64 |
363817,85 |
554185,9 |
190368,05 |
752640,36 |
8000000 |
42,02 |
0,7907 |
0,000356 |
0,25 |
305 |
175387,29 |
190018,16 |
365405,45 |
554871,55 |
189466,1 |
752202,84 |
8000000 |
42,22 |
0,7940 |
0,000357 |
0,25 |
307 |
176537,37 |
190453,63 |
366991 |
555552,39 |
188561,39 |
751767,37 |
8000000 |
42,43 |
0,7974 |
0,000359 |
0,25 |
309 |
177687,45 |
190887,07 |
368574,52 |
556228,49 |
187653,97 |
751333,93 |
8000000 |
42,63 |
0,8008 |
0,000360 |
0,25 |
311 |
178837,53 |
191318,51 |
370156,05 |
556899,91 |
186743,86 |
750902,49 |
8000000 |
42,84 |
0,8042 |
0,000362 |
0,25 |
313 |
179987,61 |
191747,97 |
371735,59 |
557566,7 |
185831,12 |
750473,03 |
8000000 |
43,05 |
0,8077 |
0,000363 |
0,25 |
6.Список литературы
1.Нащокин В.В. Техническая
термодинамика и теплопередача-
2.Под редакцией Григорьева В.А., Зорина В.М. Теплоэнергетика и теплотехника –М.:Энергия, 1980.-528с.
3.Губарев В.Я. Конспект
лекций по Технической