« Нагнетатели и тепловые двигатели »

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1.Исходные данные

2.Расчет принципиальных схем газотурбинных установок

2.1Простая схема газотурбинной установки

2.2Расчет параметров цикла

2.2.1Процесс 1-2 адиабатный

2.2.2Процесс 2-3 изобарный

.2.3Процесс 3-4 адиабатный

.2.4Процесс 4-1 изобарный

2.3Определение зависимости ?t=f(?)

2.4Расчет параметров необратимого цикла

.5Расчет цикла с регенерацией теплоты

2.5.1Необратимый процесс

2.6Система основных уравнений для регенератора

Заключение

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Промышленное освоение газотурбинных установок (ГТУ) началось в предвоенные годы. В период войны большие исследования были направлены на создание для авиации реактивных двигателей с газовыми турбинами.

Применение получили, главным образом, газотурбинные установки, у которых цикл совершается с подводом тепла при постоянном давлении (с открытыми камерами сгорания).

Газовые турбины лишены ряда недостатков, присущих поршневым двигателям внутреннего сгорания. Наличие кривошипно-шатунного механизма у поршневых двигателей внутреннего сгорания ограничивает их число оборотов и поэтому мощность одного цилиндра получается относительно небольшой. Газовые турбины не имеют кривошипно-шатунного механизма и могут выполняться с высокими числами оборотов, что позволяет сосредоточить в отдельных агрегатах большие мощности при сравнительно небольших габаритах и весе.

У турбинных двигателей осуществляется полное расширение рабочего тела, что заметно увеличивает их термический к. п. д.

Процесс преобразования тепловой энергии в механическую у турбинных двигателей принципиально отличен от поршневых двигателей.

Рабочее тело - газы, образующиеся при сгорании топлива в особых камерах сгорания, куда подводится сжатый воздух, поступают в сопла турбины.

В соплах рабочее тело адиабатно расширяется, приобретает большую скорость движения и поступает на лопатки рабочего колеса, где благодаря изменению направления движения рабочего тела развивается сила, приложенная к лопаткам, которая производит механическую работу вращения рабочего колеса.

Практическое осуществление газовых турбин связано с рядом трудностей, которые в настоящее время удовлетворительно решаются.

Газотурбинные установки имеют благоприятные перспективы использования их, кроме авиации, в различных областях народного хозяйства, как-то: на электростанциях, нефтеперегонных и металлургических заводах, локомотивах, судах, автомобилях и др. Вот, почему я считаю данный курсовой проект важным.

1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Параметры воздуха в начальной точке цикла (на входе в компрессор):

Считать воздух и продукты сгорания топлива идеальными газовыми смесями с показаниями адиабаты и удельной изобарной массовой теплоемкостью .

Максимальная температура цикла:

Степень сжатия в компрессоре:

Внутренний относительный К.П.Д. турбины:

Внутренний относительный К.П.Д. компрессора:

Степень регенерации:

2. РАСЧЕТ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК

2.1Простая схема газотурбинной установки

Газотурбинная установка (рис.1) является одним из видов теплового двигателя. Превращение теплоты в работу осуществляется в нескольких агрегатах ГТУ следующим образом: рабочее тело (газ) получают в камере сгорания путем сжигания топлива, далее газ разгоняют в сопловом аппарате, в результате осуществляется перевод теплоты в кинетическую энергию потока, далее поток газа попадает на лопатки ротора турбины, ротор начинает вращаться - происходит превращение кинетической энергии в механическую работу, которую можно с помощью электрогенератора перевести в электрическую энергию для потребителя.

В ГТУ могут осуществляться циклы с подводом теплоты по изохоре и изобаре, на практике чаще применяется последний.

На рисунке 2 представлен цикл ГТУ с подводом теплоты по изобаре в координатах v,p и s,T соответственно.

Работа ГТУ осуществляется следующим образом. Процесс сжатия воздуха d-a (D-A) осуществляется в компрессоре КМ (рис.1); сжатый воздух подается в камеру горения (КГ), туда же через форсунку с помощью насоса ТН подается жидкое топливо; процесс сгорания a-b (A-B) протекает в камере горения КГ; процесс расширения рабочего тела b-c (B-C) протекает в сопловом аппарате СА и частично на лопатках ротора турбины ТР, отработавшие газы выбрасываются в атмосферу.

2.2Расчет параметров цикла

Принимаем по заданию: , , , .

Считаем, что цикл обратимый. Одной из основных характеристик цикла ГТУ является степень сжатия воздуха в компрессоре (), равная отношению давления воздуха после компрессора () к давлению перед ним (), т.е.: