|
1-2 - адіабатне стиснення повітря
в компресорі при ;
|
|
2-3 - ізобарне підведення тепла
при ступені зміни температури ;
|
|
3-4 - адіабатне розширення в
турбіні;
|
|
4-1 - ізобарне відведення тепла.
|
Ступінь підвищення тиску
в компресорі:
1. , ;
.
2. , ,
показник
адіабати.
3. ;
,
.
4. ,
.
Кількість підведеного тепла в циклі:
,
.
Кількість відведеного тепла:
Термічний ККД ідеального циклу:
,
.
.
Робота турбіни:
Питома робота ідеального компресора:
.
Питома корисна робота циклу:
.
Рівняння енергетичного балансу
ідеальної ГТУ:
,
де корисна потужність
ідеальної ГТУ;
витрата
робочого тіла;
масова
продуктивність повітряного компресора ГТУ, кг/с;
витрата
палива, кг/с.
.
.
.
Потужність ідеальної турбіни:
.
Потужність адіабатного компресора з рівняння
енергобалансу установки:
.
Питомі витрати тепла і
палива :
;
.
Для знаходимо
температуру повітря після компресора
.
Питома кількість підведеного тепла:
Дійсна питома внутрішня робота
компресора:
.
Питома внутрішня робота турбіни:
.
Питома внутрішня робота ГТУ:
.
Механічний ККД ГТУ:
,
.
Внутрішній коефіцієнт потужності
установки:
Ефективний коефіцієнт потужності
ГТУ:
,
де - коефіцієнт
використання тепла палива в камері згорання. Приймаємо .
.
Питома витрата тепла:
.
Питома витрата палива:
.
Секундна витрата палива:
.
Рівняння енергобалансу камери
згорання:
,
де -
витрата повітря;
-
коефіцієнт надлишку повітря.
Секундна витрата повітря:
Розглянемо ГТУ з регенерацією тепла
Рис. 3.3 - Принципова схема ГТУ з регенерацією тепла
Рис. 3.4 - Ідеальний регенеративний цикл ГТУ з ізобарним
підведенням тепла
Параметры в точках цикла:
Точка 1: Р1=В=0,1 МПа, Т1=15+273=288К.
Точка 2: Р2=β·Р1=6,5·0,1=0,65 МПа; ;
.
Точка 3: Р3=Р2=0,65
МПа, Т3=840+273=1113 К.
Точка 4: Р4=Р1=0,1 МПа,
.
З виразу ,
.
Точка 5: Р5=Р2=0,65
МПа, розраховуємо температуру після регенератора
,
де ступінь
регенерації.
.
Точка 6: ,
.
Для ГТУ з генерацією тепла
внутрішній ККД установки визначається за формулою:
,
де внутрішня питома робота
ГТУ при ;
-
питоме тепло відведення установки з регенерацією.
.
.
.
Рівняння енергобалансу регенератора:
,
де ентальпія повітря після
регенератора;
ентальпія
повітря на вході в регенератор;
коефіцієнт,
що враховує втрати тепла в довкілля. Приймаємо .
.
Поверхня нагріву регенератора при :
,
де К - коефіцієнт теплопередачі від
газу до повітря, .
.
З рівняння теплопередачі:
.
.
Середній температурний напір:
.