В качестве расчетной величины принимаем значение , оптимальное, как по КПД, так и по эффективной мощности. Результаты расчета представлены в табл.1.3
Таблица 1.3. Данные предварительного расчета тепловой схемы
Обозначение
Значение
4,400
3,982
0,527
0,290
177,9
315,2
285,0
791,5
464,5
693,4
Номинальное значение .
КПД турбомашины принимаем в соответствии с заданием: ,
Из предварительного расчета:
Для воздуха:
Для газа:
Подвод тепла в КС при:
составит:
;
Из уравнения баланса мощностей:
Удельная полезная работа:
Расход воздуха при 10 МВт составит
Осевой компрессор проектируемого ГПА при нормальных атмосферных условиях (Ро=0,1013Мпа; То=285К) должен обеспечивать следующие характеристики работы в расчетном режиме:
массовый расход воздуха;
степень повышения давления;
КПД компрессора.
Воздушный осевой компрессор должен работать в диапазоне применяемого приведенного расхода 0,8 … 1,09 от расчетного значения.
Для создания проточной части воздушного осевого компрессора в качестве модели используем проточную часть воздушного осевого компрессора газотурбинной установки ГТК-10-4, выпускаемой НЗЛ.
Моделирование осевого компрессора проектируемой установки можно провести двумя способами:
В качестве точки моделирования на характеристике осевого компрессора выбрать прежнюю расчетную точку, ввести коэффициент моделирования m и уменьшить частоту вращения ротора на этот коэффициент.
Расчетную точку на характеристике компрессора сместить по частоте вращения ротора; при этом размеры компрессора остаются прежними.
Наиболее оправданным является выбор первого варианта, так как он не приводит к снижению КПД, в то время как второй вариант ведет к снижению КПД на 1-1,5%.
Определим коэффициент моделирования
где:
G проект = 83,72 кг/с - расход воздуха через проектный компрессор;
G модель = 86,20 кг/с - расход воздуха через модельный компрессор;
ТВ проект = 288 К - температура воздуха на входе в проектный компрессор;
ТВ модель = 288 К - температура воздуха на входе в модельный компрессор;
Р1 проект = 101,3 кПа - давление воздуха на входе в проектный компрессор;
Р1 модель= 101,3 кПа - давление воздуха на входе в модельный компрессор;
Частоту вращения проектного воздушного осевого компрессора определим используя следующее соотношение:
Чтобы распределить теплоперепад между ступенями, необходимо определить степень понижения давления, расход газа, работу расширения газа в турбине, полезную работу и полезную мощность этой турбины. Часть данных известна из задания и теплового расчета. Результаты предварительного расчета сведены в табл.2.1
Давление газа перед турбиной
Данные предварительного расчета
Наименование величины
Формула
Обозн
Разм.
Величина
Температура газа перед турбиной
задано
Т0*
К
1063
найдено
Р0*
МПа
0,4236
Полная мощность турбины
N
МВт
10
Частота вращения ротора ТВД
nТВД
об/мин
5280
Частота вращения ротора ТНД
nТНД
4800
Атмосферное давление
Ра*
Па
101300
Расход газа через турбину
из расчета
кг/с
82,83
Степень расширения
Т
-
Адиабатический теплоперепад в турбине
Hад*
кДж/кг
358,1
Полная температура газа за турбиной
ТZ*
K
Давление за выходным трактом
Р0*/Т
РТ*
0,106
Удельный объем газа за турбиной
RТZ* /РТ*
Т
м3/кг
2,143
Скорость перед диффузором
СZ
м/с
220
Скорость в выходном патрубке
СВЫХ
50
КПД выходного диффузорного патрубка
Д
0,5
Потеря полного давления в диффузоре
РД
5355
Полное давление за ступенью
РZ*
111737
Давление за последней ступенью
РZ
0,100
Адиабатический теплоперепад в турбине по параметрам торможения
Hад1-z
370,5
Распределим теплоперепад по турбинам, исходя из теплового расчета ГТУ, из которого известен теплоперепад на ТНД.
НТНД = 125,75 кДж/кг;
HТВД = HТ - НТНД = 315,15-125,75=189,40 кДж/кг.
Кинематические параметры, принимаемые перед газодинамическим расчётом, сводим в табл.2.2
Таблица 2.2. Кинематические параметры
Наименование
ТВД
ТНД
Угол выхода потока из сопел
1
град.
17,40
22,44
Степень реактивности ступени
0,350
0,485
Скорость выхода потока из РК
С2а
183,6
171,0
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8