Расчёт характеристик топливного газа.

1. Давление природного (топливного) газа задано:

P_ПГ = 18,74 бар.

2. Температура топливного (природного) газа задана:

t_ПГ = 16 ^OC;  T_ПГ = 289,15 К.

3. Плотность топливного ( природного) газа задана:

ρ _пг=0,424 кг/м³

4. Теплоёмкость топливного газа по эмпирической формуле:

c_ПГ=2,265+0,0028∙t _ПГ=2,265+0,0028∙16=2,3098 кДж/(кг ∙ К).

5. Энтальпия топливного (природного) газа:

h_ПГ= c_ПГ ∙t _ПГ=2,3098∙16=36,9568 кДж/кг.

6. Низшая рабочая теплота сгорания 1 м³ топлива (задана):

7. Низшая рабочая теплота сгорания 1 кг топлива:

Q ^р_Н= Q ^р_Н / ρ _ПГ=16404,82/0,424=6955,64 кДж/кг.

8. Молекулярная масса топливного газа:

m_ПГ=

Оценка давления и температуры воздуха в КС.

Воздух перед камерой сгорания

1. Энтальпия:

h_{2 К} = h₂ + ∆H_{Д К} = 667,4229 + 2,567 = 669,99 кДж/кг.

2. Давление воздуха:

p_{2 К}= ε_{Д К} ∙ p_{2 СА}=1,01 ∙ 13,227=13,3593 бар.

3. Температура воздуха:

Методом интерполяции по таблицам, f(h_{2 К}): t_{2 К} = 386,42 ^OC.

4. Стандартное относительное давление:

Методом интерполяции по таблицам, f(h_{2 К}): π_{02 К}= 23,0741.

5. Массовая удельная теплоёмкость:

6. Плотность:

Воздух в камере сгорания

 

1. Потери давления воздуха в жаровых трубах принимаем по проектным данным:

Dp_{2 КС} = 1,415 бар.

2. Давление с учётом потерь:

p_{2В КС} = p_{2 К} – Dp_{2 КС} =13,3593 – 1,415 = 11,9443 бар.

3. Относительное давление с учётом дросселирования воздуха в жаровых трубах:

ε_{1 КС} = p_{2В КС} / p₁ = 11,9443/0,9 =13,2715.

4. Стандартное отношение относительных давлений:

π_{02 КС} = π₀₁ ∙ ε_{1 КС} =1,2144∙ 13,2715 = 16,1169.

5. Стандартная энтропия воздуха в камере сгорания:

Методом интерполяции по таблицам, f(π_{02 КС}): s⁰_{2 КС} = 7,4061 кДж/(кг ∙ К).

6. Приращение энтропии:

∆s _КС = s⁰₂ – s⁰_{2 КС} = 7,5051-7,4061=0,099 кДж/(кг ∙ К).

7. Удельная энтропия:

s_{2 КС} = s₁ + ∆s = 6,6945 + 0,099 = 6,7935 кДж/(кг ∙ К).

8. Температура воздуха:

Методом интерполяции по таблицам, f(π_{02 КС}): t_{2В КС} = 325,1 ^OC.

9. Энтальпия воздуха:

Методом интерполяции по таблицам, f(π_{02 КС}): h_{2В КС} = 605,1435 кДж/кг.

10. Плотность воздуха:

11.  Массовая удельная теплоёмкость воздуха:

Методом интерполяции по таблицам, f(t_{2В КС}): с_{В 2} = 1,0502 кДж /(кг ∙ К).

 

Расчёт продуктов сгорания топлива.

1. Теоретический объём воздуха, необходимый для сгорания 1 м³ газа, определяется по формуле:

2. Коэффициенты избытка воздуха принимаются:

-в камере сгорания α_КС = 1,6;

-перед газовой турбиной α_ГТ = 3,097.

3. Количество продуктов сгорания

а) объём сухих трёхатомных газов:

б) объём азота:

в) объём водяных паров при влажности газа d_г = 8 г/м³ (по нормам расчёта):

- в камере сгорания:

- перед газовой турбиной:

4. Избыток воздуха

- в камере сгорания:

-перед газовой турбиной:

5. Суммарный объём продуктов полного сгорания топлива

- в камере сгорания:

-перед газовой турбиной:

6. Коэффициент избытка воздуха за ГТД:

7. Объёмные доли продукта полного сгорания топливной смеси в жаровых трубах и перед первой ступенью ГТ

- в камере сгорания

а) объёмная доля трёхатомного газа:

б) объёмная доля атмосферного азота:

в) объёмная доля водяных паров:

г) объёмная доля воздуха:

 

- перед газовой турбиной

а) объёмная доля трёхатомного газа:

б) объёмная доля атмосферного азота:

в) объёмная доля водяных паров:

г) объёмная доля воздуха: