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} =13,957 – 1,415 = 12,542 бар.

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

ε_{1 КС} = p_{2В КС} / p₁ = 12,542/0,94014 =13,341.

4. Стандартное отношение относительных давлений:

π_{02 КС} = π₀₁ ∙ ε_{1 КС} = 0,8044 ∙ 13,341 = 10,731.

5. Стандартная энтропия воздуха в камере сгорания:

Методом интерполяции по таблицам, f(π_{02 КС}): s⁰_{2 КС} = 7,2921 кДж/(кг ∙ К).

6. Приращение энтропии:

∆s _КС = s⁰₂ – s⁰_{2 КС} = 7,3904-7,2921=0,0983 кДж/(кг ∙ К).

7. Удельная энтропия:

s_{2 КС} = s₁ + ∆s = 6,5673 + 0,0983 = 6,6656 кДж/(кг ∙ К).

8. Температура воздуха:

Методом интерполяции по таблицам, f(π_{02 КС}): t_{2В КС} = 261,8 ^OC.

9. Энтальпия воздуха:

Методом интерполяции по таблицам, f(π_{02 КС}): h_{2В КС} = 539,3 кДж/кг.

10. Плотность воздуха:

11. Массовая удельная теплоёмкость воздуха:

Методом интерполяции по таблицам, f(t_{2В КС}): с_{В 2} = 1,0364 кДж /(кг ∙ К).

4. 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 атмосферного азота:

- перед газовой турбиной

а) объёмная доля трёхатомного газа:

б) объёмная доля атмосферного азота:

в) объёмная доля водяных паров:

г) объёмная доля атмосферного азота:

5. Расчёт теплотехнических параметров смеси,

образовавшейся в результате горения.

1. Молекулярная масса газообразного продукта сгорания топлива (смеси газов)

- в камере сгорания:

m_Г = ∑(m_i ∙ r_i) = μ_H2O ∙ r_H2O + μ _RO2 ∙ r_RO2 + μ _N2 ∙ r_N2+ m_В ∙ r_B =

= 18,016 ∙ r_H2O + 44,01 ∙ r_RO2 + 28,15 ∙ r_N2+ 28,97 ∙ r_В = 18,016 ∙ 0,1369 + 44,01 ∙ 0,0609 +

+ 28,15 ∙ 0,4561 + 28,97 ∙ 0,3461= 28,049 кг/кмоль;

- перед газовой турбиной:

m_Г = ∑(m_i ∙ r_i) = μ_H2O ∙ r_H2O + μ _RO2 ∙ r_RO2 + μ _N2 ∙ r_N2+ m_В ∙ r_B =

= 18,016 ∙ r_H2O + 44,01 ∙ r_RO2 + 28,15 ∙ r_N2+ 28,97 ∙ r_В = 18,016 ∙ 0,0803 + 44,01 ∙ 0,0324 +

+ 28,15 ∙ 0,2429 + 28,97 ∙ 0,6443 = 28,286 кг/кмоль.

2. Газовая постоянная газообразного продукта сгорания топливной смеси

- в камере сгорания:

R_Г = μR /μ_Г = 8,3145 /μ_Г = 8,3145 /28,049 = 0,2964 кДж/(кг∙К);

- перед газовой турбиной:

R_Г = μR /μ_Г = 8,3145 /μ_Г = 8,3145 /28,286 = 0,2939 кДж/(кг∙К).

3. Принимаем температуру газов перед газовой турбиной:

t = t₃ = 1210 ^OC.

4. По этой температуре, используя калькулятор для газов, находим молярные теплоёмкости

- водяных паров: C_{p H2O} = 46,951 кДж/(кмоль∙К);

- трёхатомных газов: C_{p RO2} = 58,447 кДж/(кмоль∙К);

- азота: C_{p N2} = 36,826 кДж/(кмоль∙К);

- воздуха: C_{p В} = 35,037 кДж/(кмоль∙К).

5. Молярная теплоёмкость газообразного продукта сгорания топлива (перед газовой турбиной):

C_{p 3} = r_H2O ∙ C_pH2O + r_RO2 ∙ C_pRO2 + r_N2 ∙ C_pN2 + r_B ∙ C_pВ=

= 0,0803∙46,951 + 0,0324∙58,447+ 0,2429∙36,826 + 0,6443∙35,037=37,183 кДж/(кмоль∙К).

6. Массовая теплоёмкость газообразного продукта сгорания топлива (перед газовой турбиной):

c_{p 3} = C_{p 3} / m_Г = 37,183 / 28,286 = 1,3145 кДж/(кг∙К).

7. Массовая энтальпия газообразного продукта сгорания топлива:

h₃ = с_{p 3} ∙ (t₃+273,15) = 1,3145 ∙ (1210 + 273,15) = 1949,66 кДж/кг.

8. Плотность газообразного продукта сгорания топлива:

Поиск по сайту: