Раздел I  ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ЦИКЛА ГТУ И 

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания по термодинамическим и конструк­тивным расчетам газотурбинных установок (ГТУ) и их эле­ментов составлены в соответствии с основными положениями о курсовом и дипломном проектировании.

Курсовой проект по газотурбинным установкам выполняет­ся после изучения следующих теоретических дисциплин: «Термодинамика», «Теплопередача», «Тепловые двигатели» - и в настоящем пособии теоретические положения указанных курсов не излагаются, основное внимание уделяется методам расчета циклов ГТУ с целью определения оптимальных пара­метров цикла, а также методам расчета отдельных конструк­тивных элементов ГТУ—газовой турбины, осевого компрес­сора и т. д.

Все положения методики расчетов иллюстрируются подроб­ными примерами.

При составлении настоящего методического пособия ис­пользована следующая литература:

1. Белоконь Н. И. Термодинамические процессы газо­турбинных двигателей, Недра, 1969. - 87 с.

2. Кириллов И. И. Газовые турбины и газотурбинные установки, т. I, Машгаз, 1956. - 356 c.

3. Черкасский В.М., Калинин Н.В., Кузнецов Ю.В. Нагнетатели и тепловые двигатели. - М.: Энергоатомиздат, 1997. - 383 с.

ЗАДАЧИ КУРСОВОГО И ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Курсовое проектирование

Курсовой проект способствует развитию самостоятельных навыков студента по применению основных теоретических положений  курсов «Теоретические основы теплотехники»,  «Тепловые двигатели и нагнетатели» к задачам расчета важнейших параметров рабочего процесса и отдель­ных элементов конструкции газотурбинных установок.

Целью курсового проектирования является проведение поверочного расчета газотурбинной установки с определением основных размеров собственно газовой турбины.

Исходными данными для разработки проекта являются: тип газотурбинной установки, эффективная мощность, темпе­ратура наружного воздуха, температура продуктов сгорания перед турбиной и т. д. (см. задание на курсовой проект).

Расчетно-пояснительная записка по курсовому проектиро­ванию состоит из следующих разделов:

1. Исходные данные расчета.

2. Описание устройства и принципиальной тепловой схемы ГТУ.

3. Термодинамический расчет ГТУ (с определением оптимального соотношения граничных давлений цикла).

4. Газодинамический расчет проточной части турбины.

5. Список литературы, использованной при проектировании. Графическая часть проекта состоит из:

а) основные термодинамические характеристики ГТУ по выбору расчетного соотношения граничных давлений цикла (соотношение давлений сжатия С) и включает в себя удельное зна­чение работы расширения, сжатия и эффективной работы, к. п. д. ГТУ, расход воздуха;

б) вспомогательные графики к расчету проточной части турбины;

в) треугольники скоростей входа и выхода последней ступени турбины;

г) продольный разрез осевого компрессора и газовой тур­бины.

При выполнении курсового проекта следует руководство­ваться первым разделом настоящего пособия.

Дипломное проектирование

При дипломном проектировании возникает большой круг вопросов, связанных с термодинамическими расчетами и рас­четами проточных частей осевого компрессора и газовой тур­бины. Учитывая это обстоятельство, в настоящем пособии на­ряду с методикой развернутых термодинамических расчетов циклов ГТУ (раздел первый) приводится методика расчета проточной части осевого компрессора ГТУ (раздел второй), а также дается методика расчетов показателей газотурбинные двигателей (ГТУ) на основании теории эффективно-термоди­намических циклов (раздел третий).

Основу теории эффективно-термодинамических циклов газотурбинных двигателей составляют точные соотношения термодинамики и система четырех основных коэффициентов

При этом оказывается возможным заменить традиционный метод развернутого исследования вариантов точным аналити­ческим решением задач о выборе параметров двигателей в условиях энергетически наивыгоднейшего режима и режима наибольшей удельной работы.

Таким образом, все три раздела настоящего пособия могут быть достаточно широко использованы при выполнении дипломных проектов.

Однако задачи дипломно­го проектирования при разработке конструкций проточных частей компрессоров и турбин в ряде случаев выходят за рамки настоящего пособия и могут быть решены с привлече­нием специальной литературы (список рекомендуемой литера­туры приведен в конце пособия).

Основное содержание дипломного проекта по газотурбин­ным установкам составляют термодинамические и конструк­тивные расчеты ГТУ. В каждом отдельном случае оно кон­кретизируется заданием на дипломный проект.

При дипломном проектировании на основе результатов ис­следования энергетически наивыгоднейшего режима выполня­ются заключительные технико-экономические расчеты по выбору оптимальной степени сжатия и поверхностей регене­раторов с учетом отпускных цен на топливный газ и стоимос­ти элементов ГТУ, главным образом экономических характеристик регенерато­ров, в ряде случаев целесообразно выбирать энергетически наивыгоднейший режим по теории эффективных термодина­мических циклов (раздел III) и затем непосредственно перехо­дить к вариантным технико-экономическим расчетам и выбо­ру соотношения давлений сжатия (С), степени регенерации и поверхности регенератора .

Раздел I  ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ЦИКЛА ГТУ И 

                     РАСЧЕТ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ТУРБИНЫ