Тепловой расчет цикла простейшей газотурбинной установки. ГТУ работает по циклу Брайтона с регенерацией. Отработавшие продукты сгорания поступают в котел – регенератор. Известны параметры воздуха: р1=0,1 МПа, t1=20°С.

Тепловой расчет цикла простейшей газотурбинной установки. ГТУ работает по циклу Брайтона с регенерацией. Отработавшие продукты сгорания поступают в котел – регенератор. Известны параметры воздуха: р₁=0,1 МПа, t₁=20°С. Остальные параметры: - адиабатный КПД турбокомпрессора, - внутренний относительный КПД газовой турбины, - механический КПД, - КПД электрогенератора, - КПД котла – утилизатора. Степень сжатия компрессора Температура продуктов сгорания t₃.

Найти температуру и энтальпию рабочего тела во всех точках цикла. Определить:

1. КПД преобразования энергии топлива в электрическую энергию,

2. удельную работу, затрачиваемую на сжатие воздуха в компрессоре,

3. удельную работу турбины,

4. эффективный КПД газовой турбины,

5. удельное тепло, отдаваемое потребителю,

6. температуру газа, поступающего в котел -утилизатор,

7. коэффициент использования топлива.

Исходные данные:

начальная температура t₁=20°С

начальное давление воздуха р₁=0,1 МПа=0,1·10⁶ Па

удельная теплоемкость воздуха с_р=0,241 ккал/(кг·К)

удельная теплоемкость углекислого газа с_р1=0,23 ккал/(кг·К)

молярная теплоемкость паров воды μс_р(Н₂О)=44 кДж/(кмоль·К)

молярная теплоемкость азота μс_р(N₂)=7 ккал/(кмоль·К)

молярная теплоемкость кислорода μср(О₂)=7 ккал/(кмоль·К)

удельная теплотворная способность топлива q=10300 ккал/кг

степень сжатия компрессора β=15

температура продуктов сгорания t₃=750°С

адиабатный КПД турбокомпрессора

КПД котла – утилизатора

внутренний относительный КПД газовой турбины

механический КПД

КПД электрогенератора

степень регенерации σ=0,9

Рисунок 1 – T, s – диаграмма ГТУ