Тепловой расчет основных параметров камеры сгорания ГТУ

Тепловой расчет камеры сгорания предполагает определение необ­ходимого расхода топлива , расчетного значения избытка воздуха и эн­тальпии газов на входе в ГТ. Эти величины связаны тепловым балансом камеры сгорания. Применительно к 1 кг сжигаемого топлива можем запи­сать:

где - КПД камеры сгорания (коэффициент полноты сгорания топлива), который обычно составляет = 0,96 ÷0,99. Принимаем = 0,995.

Энтальпию газов на входе в газовую турбину находим, пользуясь таб­лицами [3], при величине T_с=1360 K, а также по значениям параметра состава газа за ГТУ βг и молекулярной массы продуктов сгорания за ГТУ μг. В общем случае величины βг и μг рассчитываются в зависимости от соста­ва топлива и избытка воздуха соответственно по формулам приложения 1.

Расчет состава и энтальпия продуктов сгорания газообразного топлива

Объемный состав (м³/м³), продуктов сгорания газообразного топлива может быть определен по следующим формулам:

м3/м3.

м3/м3.

Полный относительный объем продуктов сгорания газового топлива:

м3/м3.

Объемные доли продуктов сгорания:

Параметр β для газовой смеси известного состава выражается уравнением:

Молекулярная масса продуктов сгорания:

В рассматриваемом режиме принимаем температуру поступающего в КС топлива (возможен его предварительный подогрев): °С ( = 2,18 кДж/(кг ∙ К), приложение 2). Тогда энтальпия сжигаемого природного газа:

Решение уравнения теплового баланса камеры сгорания выполняем, одновременно оценивая избыток воздуха и энтальпию газов .

Коэффициент избытка воздуха в камере сгорания определяем графи­чески (рис. 1.3): прямая 1 соответствует энтальпии воздуха, найденной в конце расчета показателей осевого компрессора: .

Задаемся несколькими значениями величины и, используя уравнение теплового баланса КС, строим кривую 2

Графическое определение коэффициента избытка воздуха в КС ГТУ

Коэффициент избытка воздуха,

1- прямая, соответствующая значению Н_кк, определенному при расчете показателей осевого компрессора; 2 - кривая, полученная при расчете уравнения теплового баланса

камеры сгорания ГТУ

Определение коэффициента избытка воздуха в камере сгорания ГТУ

	2,1	2,2	2,3	2,4	2,5	2,6
кДж/кг	1394,8	1390,9	1387,1	1384,2	1381,2
кДж/кг	193.204	243,815	289,789	332,573	371,532	408,114

В процессе расчета определено:

βг = 1; μг = 28,05; = 2,17; = 1392,07 кДж/кг.

Расход топлива в камере сгорания ГТУ определяем из выражения те­плового баланса КС: от

Расход воздуха за компрессором, поступающий в камеру сгорания ГТУ:

Величину утечек воздуха из уплотнений ротора и другие принимаем из интервала 0,3÷0,5% от

- заводские данные

Дополнительно определяем:

- долю воздуха, поступающую в камеру сгорания ГТУ:

Относительный расход топлива: