Газотурбинной установки

Рассчитать термодинамический цикл газотурбинной установки (рис. 7), если рабочим телом является 1 кг смеси идеальных газов следующего состава:

ü кислород – ;

ü азот – ;

ü углекислый газ – ;

ü водяные пары – .

Рис. 7. Термодинамический цикл ГТУ

с изобарным подводом теплоты

Процессы сжатия и расширения в цикле политропные. Показатель политропы в процессе сжатия (1-2) равен , а в процессе расширения (3-4) – . Температура и давление рабочего тела на входе в осевой компрессор равны соответственно и . Кроме того, заданы степень повышения давления в осевом компрессоре , степень предварительного расширения в камере сгорания и расход рабочего тела .

Определить:

1. Значения параметров и функций состояния в характерных точках цикла

2. Изменения функций состояния (), значения удельных термодинамической и потенциальной работ и теплообмена во всех процессах цикла.

3. Работу цикла , его термический КПД и КПД цикла Карно , осуществляемого в том же интервале температур.

4. Теоретическую мощность ГТУ при заданном расходе рабочего тела .

5. Как измениться термический КПД цикла и его термодинамическое совершенство, если в осевом компрессоре будет происходить изотермический процесс сжатия.

Изобразить цикл в координатах и .

Так как алгоритм расчета термодинамических циклов ГТУ и поршневых ДВС практически аналогичен, то предлагаемый пример расчета изложен без отдельных пояснений, которые можно найти в предыдущем разделе.

1. Характеристики рабочего тела:

средняя молекулярная масса

,

газовая постоянная

,

теплоемкости компонентов смеси при (Приложение. Табл. 2) [3]:

;

;

;

,

средняя удельная изобарная теплоемкость

средняя удельная изохорная теплоемкость

,

показатель адиабаты смеси идеальных газов

.

2. Термодинамические параметры состояния рабочего тела в характерных точках цикла (рис. 7).