1.ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ГТУ
Основной задачей теплового расчёта является определение оптимальной
степени сжатия в осевом компрессоре.
Исходными данными для теплового расчёта являются:
-единичная мощность Ne = 16000 кВт
-температура воздуха на входе в компрессор T1 = 288 К
-температура газа перед ТВД T3 = 1380 К
-давление воздуха P1 = 0,1013 МПа
-степень регенерации r = 0
На основании опыта УЗТМ и научно-исследовательских организаций по со-
зданию ГТУ задаёмся необходимыми теплофизическими коэффициентами:
-коэффициент полезного действия турбины hт = 0,89
-коэффициент полезного действия компрессора hк = 0,87
-коэффициент полезного действия камеры сгорания hкс = 0,995
-коэффициент полезного действия механический hм = 0,99
-относительный расход охлаждающего воздуха Gохл = 0,05
-относительный расход воздуха через
лабиринтовые уплотнения Gут = 0,015
-относительный расход топлива Gт = 0,015
-коэффициент потерь по тракту xтр = 0,06
-показатель адиабаты в компрессоре kк = 1,4
-показатель адиабаты в турбине kт = 1,333
-удельная теплоёмкость при средней температуре
процесса сжатия Cpк = 1,01 ,кДж/(кг*К)
-удельная теплоёмкость при средней температуре
процесса расширения Cpт = 1,16 ,кДж/(кг*К)
-удельная теплоёмкость продуктов сгорания Cpкс = 1,09 ,кДж/(кг*К)
-средняя удельная теплоёмкость воздуха Cpв = 1,03 ,кДж/(кг*К)
-коэффициент расхода через ТВД n1 = 0,950
-коэффициент расхода через ТНД n2 = 0,978
Методика выбора оптимальной степени сжатия и расчета тепловой схемы
с заданными коэффициентами описана в [1]. Расчёт ведём на 1кг рабочего
тела на входе в компрессор, отразив разницу в расходах турбин и компрес-
сора через условные коэффициенты n1 и n2.
Результаты расчётов сводим в таблицу 1.1.
На рисунке 1.1 показана зависимость He = f ( pк ) и hе = f ( pк).
Расчётное значение pк выбираем в области максимальных значений как hе,
так и He, потому что это обеспечивает высокую экономичность при наимень-
ших размерах ГТУ.
Определяем оптимальную степень сжатия: pк = 18
Расход воздуха через компрессор при мощности турбины 16 МВт:
Gв = Ne / ( He*hм ) = 62 ,кг/с