Главная База знаний "Allbest" Физика и энергетика Сравнительный анализ циклов газотурбинной установки

Сравнительный анализ циклов газотурбинной установки

Нахождение параметров для основных точек цикла газотурбинной установки, который состоит из четырех процессов, определяемых по показателю политропы. Определение работы газа за цикл и среднециклового давления. Построение в масштабе цикла в координатах.

Рубрика Физика и энергетика
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 12.09.2010
Размер файла 27,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Федеральное агентство по образованию

Архангельский государственный технический университет

Кафедра теплотехнике

Контрольная работа по Технической термодинамике.

Сравнительный анализ циклов газотурбинной установки

Выполнил студент

Новиков Р.И.

1 курса спец. ОСП-Э

Проверил: преподаватель:

Карпов Сергей Васильевич

Архангельск 2006

Исходные данные

1. Рабочее тело обладает свойствами воздуха, масса равна 1 кг.

2. Газовый цикл состоит из четырех процессов, определяемые по показателю политропы. Известны начальные параметры в точке 1 (давление и температура), а также безразмерные отношение параметров в некоторых процессах.

Дано:

n1-2 = К

n2-3 = ?

n3-4 = 1,25

n4-1 = ?

p1 = 1•105 Па

t1 = 40 єC

v1/v2 = 6

р3/р2 = 2,3

Найти: параметры для основных точек циклаpi, vi, ti, ui, ii, si,

Определить для каждого процесса ?u, ?i, ?s, q, l, l*; ц = ?u/q; ш = l/q.

Определить работу газа за цикл lц, термическое к.п.д. и среднецикловое давление Pi.

Построить в масштабе цикл в координатах P,v; T,S.

Расчет производится при постоянной теплоемкости.

1. Определение параметров для основных точек цикла

p1 v1=R T1 ,

где R = 0,287 кДж/(кг•К) - газовая постоянная воздуха,

T1 = 273 + 40 = 313 К.

v1=R T1/р1 = 287•313/1•105 = 0,898 м3/кг.

u1=5/2p1v1 = 5/2 1•105 • 0,898 = 2,245•105 Дж/кг

i1 = u1 + p1v1 = 7/2 p1v1 = 7/2 1•105 • 0,898 = 3,143•105 Дж/кг

s1 = cp ln(T1/273) - R ln (p1/1,013)

cp = 1,005 кДж/(кг•К)

s1 = cp ln(T1/273) - R ln (p1/1,013) = 1005 • ln(313/273) - 287 ln (1/1,013) = 141 Дж/(кг•К)

v2=v1/6 = 0,898/6=0,15 м3/кг.

p1v1k= p2v2 k

p2 = p1(v1/v2)k = 1•105•61,4 = 1,229•106 Па.

Т2=р2v2/R = 1,229•106•0,898/287=3844 K

t2 = 3844 - 273 = 3571єC

u2=5/2p2v2 = 5/2 1,229•106 • 0,898 = 2,759•106 Дж/кг

i2 = u2 + p2v2 = 7/2 p2v2 = 7/2 1,229•106 • 0,898 = 3,863•105 Дж/кг

s2 = cp ln(T2/273) - R ln (p2/1,013) = 1005 • ln(3844/273) - 287 ln (12,29/1,013) = 1942 Дж/(кг•К)

v3=v2=0,15 м3/кг

p3 = 2,3p2 = 2,3•1,229•106 Па = 2,827•106 Па

Т3=р3v3/R = 2,827•106•0,15/287=1478 K

t2 = 1478 - 273 = 1205єC

u3=5/2p3v3 = 5/2 2,827•106 • 0,15 = 1,06•106 Дж/кг

i3 = u3 + p3v3 = 7/2 p3v3 = 7/2 2,827•106 • 0,15 = 1,484•106 Дж/кг

s3 = cp ln(T3/273) - R ln (p3/1,013) = 1005 • ln(1478/273) - 287 ln (28,27/1,013) = 742 Дж/(кг•К)

v4=v1=0,898 м3/кг

p1v1k= p2v2k

k = 1,4 (для воздуха)

p4 = p3(v3/v4) n = 2,827•106•(0,15/0,898)1,25 = 3,019•105 Па.

Т4=р4v4/R = 3,019•105•0,898/287= 945 K

t4 = 945 - 273 = 672 єC

u4=5/2p4v4 = 5/2 3,019•105 • 0,898 = 6,778•105 Дж/кг

i4 = u4 + p4v4 = 7/2 p4v4 = 7/2 3,019•105 • 0,898 = 9,489•105 Дж/кг

s4 = cp ln(T4/273) - R ln (p4/1,013) = 1005 • ln(945/273) - 287 ln (6,778/1,013) = 702 Дж/(кг•К)

Таблица №1

№ точки

р, Па

v, м3/кг

t, єС

T, К

u, кДж/кг

i, кДж/кг

s, кДж/(кг•К)

1

1•105

0,898

40

313

224,5

314,3

0,141

2

1,229•106

0,15

3571

3844

275,9

386,3

1,942

3

2,827•106

0,15

1205

1478

1060

1484

0,742

4

3,019•105

0,898

672

945

677,8

948,9

0,702

2. Определение ?u, ?i, ?s.

1) Процесс 1 - 2.

?u = u2 - u1 = 275,9 - 224,5 = 51,4 кДж/кг

?i = i2 - i1 = 386,3 - 314,3 = 72 кДж/кг

?s =s2 - s1 = 1,942 - 0,141 = 1,801 кДж/кг

2) Процесс 2 - 3.

?u = u3 - u2 = 1060 - 275,9 = 784,1 кДж/кг

?i = i3 - i2 = 1484 - 386,3 = 1097,7 кДж/кг

?s =s3 - s2 = 0,742 -1,942 = - 1,2 кДж/кг

3) Процесс 3 - 4.

?u = u4 - u3 = 677,8 - 1060 = - 382,2 кДж/кг

?i = i4 - i3 = 948,9 - 1484 = - 535,1 кДж/кг

?s =s4 - s3 = 0,702 - 0,742 = - 0,04 кДж/кг

4) Процесс 4 - 1.

?u = u1 - u4 = 314,3 - 948,9 = - 634,6 кДж/кг

?i = i1 - i4 = 224,5 - 948,9 = - 724,4 кДж/кг

?s = s1 - s4 = 0,141 - 0,702 = - 0,561 кДж/кг

Таблица №2

№ процессов

?u, кДж/кг

?i, кДж/кг

?s, кДж/(кг•єС)

1-2

51,4

72

1,801

2-3

784,1

1097,7

- 1,2

3-4

- 382,2

- 535,1

- 0,04

4-1

- 634,6

- 724,4

- 0,561

Всего

- 893,4

0

0

3. Определение q, l, l*,ц, ш.

1) Процесс 1 - 2 (адиабатный).

q = 0

l = - ?u = - 51,4 кДж/кг.

l* = - ?i = - 72 кДж/кг.

ц = ?

ш = ?

2) Процесс 2 - 3 (изохорный).

q = ?u = 784,1 кДж/кг

l = 0

l* = v(pНАЧ - pКОН) = 0,15(1 - 12,29)•103 = - 1842,5 кДж/кг

ц = 1

ш = l/q = 0

3) Процесс 3 - 4 (политропный).

q = cv (n - k)/(n - 1) (T2 - T1)

cv = 717 Дж/(кг•К)

q = 0,717 (1,25 - 1,4)/(1,25 - 1) (3844 - 313) = - 1519 кДж/кг.

l = R/(n - 1) (T1 - T2) = 0,287/(1,25 - 1) (313 - 3844) = - 4053,6 кДж/кг.

l* = nR/(n - 1) (T1 - T2) = 1,25 • 0,287/(1,25 - 1) (313 - 3844) = - 5067 кДж/кг.

ц = ?u/q = - 634,6/(-1519) = 0,418

ш = l/q = - 4053,6/(-1519) = 2,669

4)Процесс 4 - 1 (изохорный).

q = ?u = - 634,6 кДж/кг

l = 0

l* = - v (p1 - p4) = - 0,898(1•105 - 3,019•105) = 181,3 кДж/кг

ц = ?u/q = 1

ш = l/q = 0

Таблица №3

№ процессов

q, кДж/кг

l, кДж/кг

l*, кДж/кг

ц,

ш,

1 - 2

0

- 51,4

- 72

?

?

2 - 3

784,1

0

- 1842,5

1

0

3 - 4

- 1519

652

- 5067

0,418

2,669

4 - 1

- 634,6

0

181,3

1

0

Всего

- 1369,5

601

- 6618,9

4. Определение lц, з, Pi.

lц = 601 кДж/кг

qподв = 784,1 кДж/кг

з =lц / qподв= 601 / 784,1 = 0,766 %

Pi=lц / Vmax - Vmin= 601 / 0.898 - 0.15 = 803.47 Pa


Подобные документы

  • Расчёт тепловой схемы бинарной газотурбинной установки ГТН-10

    Расчет тепловой схемы, коэффициента полезного действия, технико-экономических показателей газотурбинной установки. Определение зависимостей внутреннего КПД цикла от степени повышения давления при разных значениях начальных температур воздуха и газа.

    курсовая работа [776,2 K], добавлен 11.06.2014

  • Термодинамический анализ цикла газовой машины

    Газовый цикл и его четыре процесса, определяемые по показателю политропы. Параметры для основных точек цикла, расчет промежуточных точек. Расчет постоянной теплоемкости газа. Процесс политропный, изохорный, адиабатный, изохорный. Молярная масса газа.

    контрольная работа [170,3 K], добавлен 13.09.2010

  • Расчет термодинамических циклов

    Определение параметров характерных точек цикла. Расчет давления, температуры и удельного объёма. Полезная работа за цикл. Вычисление параметров дополнительных точек для цикла, осуществляемого при заданных постоянных. Построение графика по точкам.

    контрольная работа [244,4 K], добавлен 30.03.2015

  • Разработка двухвальной газовой турбины контктной газотурбинной установки типа ГТН-25

    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.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 02.08.2015

  • Расчет теплообменника газотурбинного двигателя замкнутого цикла

    Конструкция теплообменника ГДТ замкнутого цикла. Определение потери давления теплоносителя при прохождении его через аппарат. Тепловой, гидравлический расчет противоточного рекуперативного теплообменника газотурбинной наземной установки замкнутого цикла.

    курсовая работа [585,3 K], добавлен 14.11.2012

  • Расчет газотурбинной установки

    Схема и принцип действия газотурбинной установки. Выбор оптимальной степени повышения давления в компрессоре теплового двигателя из условия обеспечения максимального КПД. Расчет тепловой схемы ГТУ с регенерацией. Расчёт параметров турбины и компрессора.

    курсовая работа [478,8 K], добавлен 14.02.2013

  • Расчёт газотурбинной установки

    Принципиальная схема простейшей газотурбинной установки, назначение и принцип действия; термодинамические диаграммы. Определение параметров сжатого воздуха в компрессоре; расчет камеры сгорания. Расширение дымовых газов в турбине; энергетический баланс.

    курсовая работа [356,9 K], добавлен 01.03.2013

  • Технический проект газотурбинной установки мощностью 25 МВт

    Назначение, конструкция технологические особенности и принцип работы основных частей газотурбинной установки. Система маслоснабжения ГТУ. Выбор оптимальной степени сжатия воздуха в компрессоре. Тепловой расчет ГТУ на номинальный и переменный режим работы.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 14.05.2015

  • Расчет тепловой схемы газотурбинной установки ГТН–16

    Расчет тепловой схемы, коэффициента полезного действия, технико-экономических показателей ГТН–16. Определение расчётных зависимостей внутреннего КПД цикла от степени повышения давления при различных значениях начальных температур воздуха и газа.

    контрольная работа [1,5 M], добавлен 07.02.2016

  • Нагнетатели и тепловые двигатели

    Преобразование тепловой энергии в механическую турбинными и поршневыми двигателями. Кривошипный механизм поршневых двигателей внутреннего сгорания. Схема газотурбинной установки. Расчет цикла с регенерацией теплоты и параметров необратимого цикла.

    курсовая работа [201,3 K], добавлен 20.11.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены