Федеральное Государственное Бюджетное
Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования
«Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»
Теплоэнергетический факультет
Кафедра паровых и газовых турбин
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Проектирование и эксплуатация ГТУ»
Расчет и оптимизация параметров цикла гту
Выполнил студент группы 5-10хх: Иванов А.И.
Проверил доцент кафедры: Буданов В.А.
Иваново 2014
Содержание:
-
Исходные данные………………………………………………………...3
-
Задание к курсовой работе………………………………………………3
-
Расчет цикла простой ГТУ………………………………………………4
-
Расчет цикла ГТУ с регенерацией теплоты уходящих газов………….9
-
Расчет цикла ГТУ с двухступенчатым сжатием и двухступенчатым расширением…………………………………………………………….16
-
Вывод…………………………………………………………………….24
-
Исходные данные
Табл. 1. Исходные данные для выполнения курсовой работы
№ п/п |
Наименование параметра |
Обозначение |
Размерно-сть |
Величина |
1 |
Давление воздуха окружающей среды |
бар |
1 |
|
2 |
Температура воздуха окружающей среды |
°C |
5 |
|
3 |
Температура газа перед турбиной |
°C |
1350 |
|
4 |
КПД камеры сгорания |
- |
0,98 |
|
5 |
Коэффициент, учитывающий потери давления в воздушном тракте между компрессором и КС |
- |
0,985 |
|
6 |
Коэффициент, учитывающий потери давления в системе всасывания и подготовки воздуха перед компрессором |
- |
0,975 |
|
7 |
Внутренний относительный КПД компрессора |
- |
0,875 |
|
8 |
Внутренний относительный КПД турбины |
- |
0,89 |
|
9 |
Степень регенерации |
- |
0,635 |
2. Задание к курсовой работе
1) Рассчитать цикл простой ГТУ при оптимальной степени повышения давления в компрессоре (когда КПД цикла максимален). Изобразить схему и цикл в Pv- и Ts- диаграмме;
2) Рассчитать цикл ГТУ с регенерацией теплоты уходящих газов при оптимальной степени повышения давления в компрессоре (когда КПД цикла максимален). Изобразить схему и цикл в Pv- и Ts- диаграмме;
3) Рассчитать цикл ГТУ с двухступенчатым сжатием и двухступенчатым расширением. Степень повышения давления в цикле принять как в первом задании. Степени повышения давления в каждом компрессоре распределить исходя из условия получения максимального КПД цикла. Изобразить схему и цикл в Pv- и Ts- диаграмме.
-
Расчет цикла простой гту
Сначала определим оптимальную степень повышения давления в компрессоре (когда КПД цикла максимален ). Для этого зададимся давлением за осевым компрессором и построим график зависимости КПД ГТУ от степени повышения давления в компрессоре (. Затем, определив максимальный КПД цикла, определим параметры во всех характерных точках цикла.
Табл.2 Расчёт данных для построения зависимости
Велич-ина |
Давление воздуха за компресс-ором |
Степень повышения давления в осевом компрессоре |
Степень повышения температуры в осевом компрессоре |
КПД цикла ГТУ |
Размер-ность |
бар |
- |
- |
- |
Способ определ-ения |
, задаёмся |
|||
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 |
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 |
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 |
2.38659 2.41852 2.44943 2.4794 2.50848 2.53675 2.56425 2.59104 2.61715 2.64262 2.66749 2.6918 2.71557 2.73883 2.76161 2.78393 2.80581 2.82727 2.84833 2.86901 |
0,3562 0,3576 0,3588 0,3598 0,3606 0,3613 0,3619 0,3623 0,3626 0,3628 0,3629 0,363 0,3629 0,3628 0,3626 0,3623 0,3619 0,3615 0,3611 0,3606 |
Рис.1 Зависимость КПД ГТУ от степени повышения давления в компрессоре
– степень повышения температуры в цикле
Из рис.1 видно, что достигается при
Найдём параметры в характерных точках цикла, изобразим схему и цикл в Ts- и pv-диаграммах. Допустим, что рабочим телом на протяжение всего цикла является воздух как для ОК, так и для ГТ, на оптимизацию цикла это никак не повлияет, а для всех расчётов будем брать постоянные воздуха.
Расчёт температур в характерных точках:
По температурам находим остальные параметры в характерных точках.
Точка 1:
- теплосодержание
- стандартная энтропия
Точка 2:
- теплосодержание
- стандартная энтропия
Точка 3:
- теплосодержание
- стандартная энтропия
Точка 4:
- теплосодержание
- стандартная энтропия
Действительная работа ОК, ГТ и ГТУ:
Рис.2 Схема простой ГТУ
Рис. 3. Простой цикл ГТУ в Ts - диаграмме
Рис. 4. Простой цикл ГТУ в pv - диаграмме