Проектирование контактной газотурбинной установки. Схема, цикл, и конструкция КГТУ. Расчёт проточной части турбины. Выбор основных параметров установки, распределение теплоперепадов по ступеням. Определение размеров диффузора, потерь энергии и КПД.
При низкой оригинальности работы "Разработка двухвальной газовой турбины контктной газотурбинной установки типа ГТН-25", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
На современном этапе развития тепловых двигателей газотурбинные установки (ГТУ) нашли широкое применение практически во всех основных сферах жизнедеятельности человеческого общества: энергетике, газо-и нефтеснабжении, металлургической и нефтехимической промышленности, воздушном, водном, железнодорожном, автомобильном транспорте и пр. В Российской Федерации ГТУ получили широкое применение в газовой промышленности, где они используются в качестве газоперекачивающих агрегатов (ГПА). Основное внимание в данной курсовой работе уделено расчету и проектированию газотурбинных ГПА (ГГПА) с учетом последних достижений в области аэродинамики проточной части турбомашин.В КГТУ осуществляется впрыск воды или пара в тракт высокого давления или камеру сгорания. Для генерирования пара в КГТУ, выполненной по схеме, изображенной на рисунке 1, предусмотрен котел-утилизатор (КУ), в котором используется часть теплоты отработавших в газовой турбине продуктов сгорания. Впрыск воды или пара увеличивает расход рабочего тела через турбину, а следовательно, и ее работу.Ротор турбины высокого давления фланцем соединяется с ротором компрессора, а ротор турбины низкого давления - с промежуточным валом. Корпус турбины высокого и низкого давления представляет собой общую осесимметричную двухстенную конструкцию.Ометаемая площадь рабочих лопаток последней ступени газовой турбины где Gг ТНД = Gг Gв ОХЛТВД = 53,812 51,495·0,050 = 56,387 кг/с - расход газа через ТНД (будет больше расхода газа через ТВД на величину расхода воздуха на охлаждение ТВД, который возвращается в проточную часть турбины перед ступенью ТНД) С целью уменьшения потерь с выходной скоростью за турбиной устанавливается осерадиальный диффузор с к.п.д. ?д = 0,7 и степенью диффузорности n = Fд/Sz = 2. При установке за последней ступенью турбины диффузора удельный объем газа за рабочими лопатками последней ступени станет больше удельного объема газа за диффузором вследствие понижения давления перед диффузором pz по сравнению с величиной PII за диффузором (рисунок 2). Рисунок 2 - Процесс расширения газа в турбине с диффузором за последней ступеньюРасполагаемый перепад энтальпий на одну ступень в ТВД при равном распределении его по ступеням Если предположить, что в первой ступени ТНД используется 90 % выходной кинетической энергии из последней ступени ТВД, то полный перепад энтальпий в первой ступени ТНД будет равен КДЖ/кг. Диаграмма состояния газа рассчитана и построена в предположении расширения газа от полных параметров перед турбиной до давления за последней ступенью pz (рисунок 3). Давление, удельный объем и перепад энтальпий определены по формулам: Результаты расчетов представлены в таблице 1. На диаграмме состояния газа показано распределение перепадов энтальпий по ступеням ТВД и ТНД и обозначены расчетные точки параметров газа перед и за ступенями, а также в осевых зазорах ступеней по среднему диаметру.Принятые условия для ТВД запишутся следующим образом: d"ТВД = idem; h0 ТВД = idem; h*0 ТВД = idem; cz = idem; r cu ? idem Это позволяет провести подробный расчет последней ступени ТВД, а первую ступень получить «подрезкой» из последней, так как при принятых условиях все ступени ТВД на сходственных радиусах будут иметь одинаковые условия работы, параметры и кинематику потока. В корневом сечении окружная составляющая абсолютной скорости потока в предположении осевого выхода потока из ступени м/с Найденному удельному объему соответствует площадь кольца, занятого направляющими лопатками второй ступени ТВД, Внешний диаметр направляющего аппарата второй ступени ТВД Расчет первой ступени ТВД при принятых условиях (d"ТВД = idem; h0 ТВД = = idem; h* 0 ТВД = idem; cz = idem; r·cu ? idem, однотипные направляющие и рабочие лопатки) сводится к определению параметров потока по среднему диаметру за рабочим колесом и за направляющим аппаратом и высоты направляющих и рабочих лопаток.Расчет второй ступени ТНД производим в той же последовательности, что и второй ступени ТВД. Окружная составляющая абсолютной скорости выхода газа из рабочего колеса м/с. с "2 ? c2z = 220 м/с, ? "24 = 85,789?, т.е. у корня ступени обеспечивается практически осевой выход потока. Зная h24, по диаграмме состояния газа определим параметры газа в осевом зазоре второй ступени ТНД на среднем диаметре, отложив от конца процесса второй ступени отрезок h24 (рисунок 3): Т14=859 К; ?14=2,042 м3/кг; p14=0,119 МПА. Найденному удельному объему соответствует площадь кольца, занятого направляющими лопатками второй ступени ТВД, Внешний диаметр направляющего аппарата второй ступени ТВД Расчет первой ступени ТНД при принятых условиях (d "ТНД = idem; cz = =idem; h0 ТНД = idem; cz = idem; r cu ? idem, однотипные направляющие и рабочие лопатки) сводится к определению параметров потока по среднему диаметру за рабочим колесом и за направляющим аппаратом и высоты направляющих и рабочих лопаток.За турбиной располагается диффузор осерадиального типа со степенью диффузорности n=2,0. Задача расчета диффузора сводитс
План
Содержание
Введение
1. Схема и цикл КГТУ
2. Описание конструкции турбины КГТУ
3. Расчет проточной части турбины на номинальном режиме
3.1 Выбор основных параметров установки
3.2 Распределение теплоперепадов по ступеням и расчет диаграммы состояния рабочего тела
3.3 Расчет проточной части турбины высокого давления16
3.3.1 Расчет второй ступени ТВД
3.3.2 Расчет первой ступени ТВД
3.4 Расчет проточной части турбины низкого давления
На современном этапе развития тепловых двигателей газотурбинные установки (ГТУ) нашли широкое применение практически во всех основных сферах жизнедеятельности человеческого общества: энергетике, газо- и нефтеснабжении, металлургической и нефтехимической промышленности, воздушном, водном, железнодорожном, автомобильном транспорте и пр.
В Российской Федерации ГТУ получили широкое применение в газовой промышленности, где они используются в качестве газоперекачивающих агрегатов (ГПА). Газотурбинные газоперекачивающие агрегаты (ГГПА) являются преобладающим типом ГПА на магистральных газопроводах. Их доля в настоящее время превысила 80% и продолжает возрастать. Основное внимание в данной курсовой работе уделено расчету и проектированию газотурбинных ГПА (ГГПА) с учетом последних достижений в области аэродинамики проточной части турбомашин. Большое внимание также уделяется вопросам обоснования и определения основных технико-экономических показателей проектируемой ГТУ.
В курсовой работе разработана двухвальная газовая турбина контактной газотурбинной установки типа ГТН-25. Главной особенностью данной курсовой работы является то, что газовая турбина рассматривается как основной элемент установки. Поэтому все исходные данные, а также инженерные расчеты в работе непосредственно связаны с особенностями работы газовой турбины, входящей в состав ГТУ.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
