Розрахунок циклу газотурбінної установки - Курсовая работа

4.1 Характеристика циклу ГТУ з регенерацією 5.2 Величина переданої теплоти у регенераторі 5.4 Термічний ККД циклу ГТУ з регенерацією теплоти 5.6 Параметри стану робочого тіла у точках 5 і 6 циклу ГТУ з регенерацією теплоти Паливо і продукти його згорянняОсобливістю такої установки на відміну від широко поширених ГТУ відкритого типу, є те, що у ній не проходить періодична зміна робочого тіла а продукти згорання палива служать лиш для нагріву безперервно циркулюючого у ГТУ робочого тіла. Вентилятор 1 подає атмосферне повітря у камеру згорання 3, де проходить згорання палива. Продукти згорання з досить високою температурою поступають у підігрівач робочого тіла 4, з якого направляються у підігрівач 2 для підвищення температури атмосферного повітря перед його поступленням у камеру згорання. З підігрівача продукти згорання палива відсмоктуються димососом 9. Робоче тіло стискається у компресорі 8 і подається для підігріву спочатку у регенератор 6, а потім - у підігрівач 4, звідки воно поступає у турбіну 5, на лопатках якої розміщується, виконуючи роботу.Ізобарний процес 2-6 відповідає підігріву РТ у регенераторі (див. рис.1), а ізобарний процес 6-3 - підводу теплоти до РТ у підігрівачі 4. Ізобарний відвід теплоти від РТ здійснюється у регенераторі (процес 4-5) і в охолоджувачі (процес 5-1).Визначимо параметри T, P, J у точці 1: Тиск в точці 1 заданий: P= 242 КПА = 242·10(Па); Визначимо абсолютну температуру в точці 1: T= t 273, 15 = 60 273, 15 = 333, 15(K); Газову сталу для даного робочого тіла визначимо з формули: R= ; Визначимо параметри T, P, J у точці 2: Тиск в точці 2 заданий: P= 1, 14 Мпа = 1, 14•10Па; Визначимо параметри T, P, J у точці 3: Тиск в точці 3 заданий: P= P= Мпа = 1, 14•10Па;Масштаби по координатним осям приймаємо з таким розрахунком, щоб довжина і висота знаходилась у діапазоні 90-150 мм. Після вибору масштабів (вони можуть бути різними для різних осей) необхідно на шкалах нанести рівномірно поділки, потім для робочої діаграми нанести значення питомого обєму і тиску РТ нанести характерні точки циклу (1, 2, 3, 4). Для побудови адіабат використовуємо співвідношення (3.3), при цьому необхідно взяти не менше десяти точок в інтервалі і в інтервалі. Для визначення координат проміжних точок ізобари у тепловій діаграмі циклу інтервал зміни температури РТ розбиваємо не менше ніж на десять підінтервалів і для кожного з них визначаємо ?S, а потім з урахуванням прийнятого початку підрахунку визначаємо питому ентропію у кінці кожного підінтервалу. Оскільки при дослідженні термодинамічних процесів важливо знати не абсолютне значення ентропії, а тільки її зміну, то початок її відліку можна вибрати довільним, наприклад, 1 КДЖ/(кг•К) при мінімальній температурі циклу.Наявна питома теплота, яка теоретично може бути передана у регенераторі гарячим теплоносієм холодному, знаходиться з формули: q= C•(T-T) = 0, 98•=469, 85; Величина переданої теплоти у регенераторі визначається по формулі: q= s • q, де s-степінь регенерації, s = 39%. q= 39•469, 85 = 183, 24 . Середня різниця температури (температурний перепад) для теплообмінних апаратів з протиточною (рис.3.4, а) і прямоточною схемою руху (рис.3.4, б) теплоносіїв визначається з співвідношень для протитоку: ?t = ту-туу; Параметри стану робочого тіла у точках 5 і 6 циклу ГТУ з регенерацією теплоти визначаються за наступними залежностями: тиски P= P= P= 242•10Па; Нижча теплота згорання газоподібного палива при температурі t = 20°C і тиску р = 101, 3 КПА визначається за формулоюВ даному курсовому проекті, після проведених розрахунків щодо вирішення інжерно-технологічних задач та аналізу побудованих діаграм циклу ГТУ, можемо зробити певні висновки. Основною задачею курсової роботи було навчитися вирішувати складні задачі повязані з розрахунком теплосилових установок. Спочатку, при заданих показниках робочого тіла та тиску і температурі в критичних точках, визначили параметри стану робочого тіла у характерних точках циклу, використовуючи термодинамічні залежності в адіабатному процесі; побудували робочу і теплову діаграми ГТУ, звівши розрахунки в таблицю та позначивши характерні точки 5 і 6; охарактеризували цикл ГТУ з регенерацією:питома робота циклу рівна ?= 292, 138;охарактеризували цикл Карно питома робота циклу рівна : ?=-153, 105; визначили наявну питому теплоту q= 469, 85; визначили величину переданої теплоти у регенераторі: q= 183, 24; визначили площу поверхні теплообміну F = 51, 06 м; визначили термічний ККД циклу ГТУ з регенерацією теплоти h= 0, 40; визначили середню різницю температури ?t = 247, 2К; визначили параметри стану робочого тіла у точках 5, 6 циклу ГТУ з регенерацією теплоти P= P= 242•10Па, P= P=1, 14•10Па, T= 781, 96 К, T= 676, 24 K, J= 0, 58 , J= 0, 1072 , ?S= 0, 84 , ?S= 0, 32 ; побудували схему потоків в теплообміннику; визначили нижчу теплоту згорання палива Hu = 37027, 4; визначили стехіометричну витрату сухого повітря V° = 13, 02; визначили питомий обєм складових продуктів згорання J= 1, 13, J= 11, 88, J= 0, 41, J= 2, 32; визначили питомий обє

Зміст

Вихідні данні

Вступ

1. Газотурбінна установка закритого типу з регенерацією теплоти

2. Цикл ГТУ закритого типу з регенерацією теплоти

2.1 Параметри робочого тіла у характерних точках циклу

3. Побудова діаграм циклу ГТУ

Вихідні данні

ПоказникЗначенняОдиниці вимірювання

T60333, 15K

T11501423, 15K

Р242242КПА

P1, 141, 14 МПА

G3, 13, 1 кг/с

?3939%

K4545Вт/(м·K)

паливогазВуктильське

?1, 151, 15

Рух теплоносіївпрямотік

m46, 0146, 01кг/кмоль

R83148314КДЖ/(кг·К)

k1, 331, 33

a42, 16042, 16

b0, 3390, 339

d-37, 70-37, 7

N5, 15, 1

CH81, 881, 8

CH8, 808, 8

CH2, 802, 8

CH0, 900, 9

CH0, 300, 3

CO0, 300, 3



ln = ln 2, 479 =

0, 4539 ln=ln 0, 40615=

-0, 9010

Вступ

Проблеми ефективного використання палива, енергії і матеріалів останні роки все більше і більше тривожать людство. Занадто високими темпами почало витрачатись те, що накопичувалось у надрах землі мільйони років.

На даному етапі технологічного прогресу енергоресурси займають важливе місце. Сучасні технологічні процеси характеризуються значними затратами енергії. Нажаль, сучасний рівень енергетики не забезпечує потреби народного господарства за рахунок альтернативних видів енергії (енергії сонця, вітру, припливів та відпливів, внутрішньої енергії землі і т.д.). Ці всі види енергії становлять незначну частку, в порівнянні з іншими більш поширеними видами енергоносіїв.

На даний момент в Україні для отримання енергії найбільше використовуються ТЕС, АЕС і т.д. На цих електростанціях використовується паливо різних видів, з різними технологічними показниками та властивостями. Зараз раціональне використання палива є актуальним питанням, оскільки, бо Україна повністю не забезпечує себе енергоресурсами. Задоволення потреб народного господарства нашої країни у паливі і енергії повязано з рядом труднощів, частково з тим, що більшість його необхідно імпортувати з-за кордону за світовими цінами. Тому раціональне ефективне використання палива є одною з основних проблем економіки України.

Одним з найважливіших шляхів економії палива є вибір раціональних типів енергетичних установок і раціональна комплектація їх оптимальним обладнанням, утилізації вторинних енергоресурсів, забезпечення необхідних умов для спалювання важких палив - високовязких мазутів та ін. Зараз більшість великих підприємств України, які були досить потужними за радянських часів, працюють на застарілому обладнанні і не використовують всю свою потужність. Тобто, попит на продукт їхнього виробництва набагато менший, ніж це було заплановано при його комплектації. Отже, цю проблему також треба враховувати, треба раціонально використовувати всю потужність підприємства.

Дана курсова робота допоможе розглянути основні шляхи економії енергії і палива у різних галузях, порівняти характеристики теплових установок, використовувати термодинамічні залежності для визначення параметрів стану робочого тіла (РТ), визначати техніко-економічні показники ТСУ, виконувати розрахунок необхідної кількості повітря для спалювання палива, кількості продуктів згорання і т.д.