Энергоэкономическая эффективность применения авиационных двигателей на ТЭС - реферат

Overview

Свойства газов
Компрессор
Свойства газов (2)
Камера сгорания
Свойства газов (750)
Свойства газов (outlet)
Свойства газов (x)
Газовая турбина
Свойства газов (x) (2)
Техн данные к расчету ГПСВ
Расчет ГПСВ конструктивный
финанализ
Кредит
финанализ с кредитом
финанализ с АБХМ
Кредит с АБХМ
финанализ с АБХМ с кредитом

Sheet 1: Свойства газов

Изобарная теплоемкость		Вводить только синий текст							gВ	gN2	gRO2	gH2O	Продукты сгорания при a		5.12
m	28.97	28.02	28.15	32	44.01	18.02	28.01	2.02	0.66	0.24	0.05	0.04	1
t	398.06	398.06	398.06	398.06	398.06	398.06	398.06	398.06	398.06	398.06	398.06	398.06			120
T	671.21	671.21	671.21	671.21	671.21	671.21	671.21	671.21					0.29
8.31	возд	N2	N2'	O2	CO2	H2O	CO	H2	Изобарная теплоемкость
	30.919	30.558	30.451	32.737	49.000	37.171	30.957	29.380
	1.07	1.09	1.08	1.02	1.11	2.06	1.11	14.57	1.07	1.09	1.11	2.06	1.12

Энтальпия									Энтальпия
	19768.4	19716.8	19661.9	20208.3	25702.6	23015.2	19797.3	19361.5
	682.37	703.77	698.47	631.51	584.02	1277.49	706.79	9603.92
	409.14	420.49	417.09	383.76	391.93	774.70	423.23	5759.82	409.14	420.49	391.93	774.7	426
61.9400	347.2000								632.3	-223.16			426	0
Энтропия									Энтропия
	218.084	215.468	214.956	229.988	248.522	217.049	222.004	154.264
	7.53	7.69	7.64	7.19	5.65	12.05	7.93	76.52
0.62	0.92	0.95	0.94	0.86	0.87	1.74	0.95	12.99	0.92	0.95	0.87	1.74	0.96
									0.82	-0.1			0.88	0.08
p0	24.6420	17.9899	16.9155	103.1538	9.5855	21.7574	39.4875	114.2867	24.64	17.99	9.59	21.76	22.09
Cv	0.7803	0.7940	0.7864	0.7632	0.9245	1.6017	0.8084	10.4493	0.78	0.79	0.92	1.6	0.83
k	1.37	1.37	1.38	1.34	1.2	1.29	1.37	1.4	1.37	1.37	1.2	1.29	1.36

Внутренняя энергия	14187.8	14136.2	14081.3	14627.7	20122.0	17434.6	14216.7	13780.9	14187.83	14136.23	20122.03	17434.63	14629.16
	489.74	504.58	500.22	457.12	457.21	967.73	507.56	6835.78	489.74	504.58	457.21	967.73	511.24
Газовая постоянная	0.29	0.3	0.3	0.26	0.19	0.46	0.3	4.12	0.29	0.3	0.19	0.46	0.29

Sheet 2: Компрессор

Темп. возд. (ср. годовая)	°С	15
Давление атм.	кПа	95.3	715	мм. рт. ст.
Степень повышения давления		7.2
Давление на выходе из компрессора	кПа	686.16
Энтропия на входе		0.05	по таблицам лист "Свойства газов"
Энтропия на выходе		0.6201
Темп. возд. на выходе (идеальн)		231	по таблицам
КПД компрессора		0.87	принят
Энтальпия на входе в компрессор	кДж/кг	15.04	по таблицам
Энтальпия на выходе из компрессора (идеальн)	кДж/кг	234.06	по таблицам
Работа сжатия воздуха в компрессора	кДж/кг	251.75
Действительная энтальпия воздуха на выходе из компрессора	кДж/кг	266.79
Действительная температура на выходе из компрессора	°С	262.68

Sheet 3: Свойства газов (2)

Изобарная теплоемкость		Вводить только синий текст							gВ	gN2	gRO2	gH2O	Продукты сгорания при a		5.12
m	28.97	28.02	28.15	32	44.01	18.02	28.01	2.02	0.66	0.24	0.05	0.04	1
t	750	750	750	750	750	750	750	750	750	750	750	750			120
T	1023.15	1023.15	1023.15	1023.15	1023.15	1023.15	1023.15	1023.15					0.29
8.31	возд	N2	N2'	O2	CO2	H2O	CO	H2	Изобарная теплоемкость
	33.190	32.850	32.715	34.979	54.643	41.600	33.327	30.292
	1.15	1.17	1.16	1.09	1.24	2.31	1.19	15.03	1.15	1.17	1.24	2.31	1.21

Энтальпия									Энтальпия
	31065.5	30886.3	30788.8	32169.6	44045.6	36870.2	31130.9	29837.4
	1072.33	1102.45	1093.74	1005.30	1000.81	2046.53	1111.42	14800.30
	799.10	819.17	812.36	757.55	808.72	1543.74	827.86	10956.20	799.1	819.17	808.72	1543.74	835.11
451.9000	347.2000								632.3	166.8			426	-409.11
Энтропия									Энтропия
	231.584	228.812	228.250	244.282	270.410	233.579	235.544	166.799
	7.99	8.17	8.11	7.63	6.14	12.97	8.41	82.74
0.62	1.39	1.42	1.41	1.31	1.36	2.65	1.44	19.21	1.39	1.42	1.36	2.65	1.45
									0.82	-0.57			0.88	0.56
p0	124.9835	89.5481	83.6952	575.6205	133.3335	158.8755	201.2451	516.1366	124.98	89.55	133.33	158.88	118.2
Cv	0.8587	0.8758	0.8668	0.8333	1.0527	1.8476	0.8930	10.9017	0.86	0.88	1.05	1.85	0.91
k	1.33	1.34	1.34	1.31	1.18	1.25	1.33	1.38	1.33	1.34	1.18	1.25	1.32

Внутренняя энергия	22558.8	22379.6	22282.1	23662.9	35538.9	28363.5	22624.2	21330.7	22558.83	22379.63	35538.93	28363.53	23454.71
	778.7	798.82	791.55	739.47	807.52	1574.35	807.72	10580.72	778.7	798.82	807.52	1574.35	817.85
Газовая постоянная	0.29	0.3	0.3	0.26	0.19	0.46	0.3	4.12	0.29	0.3	0.19	0.46	0.29

Sheet 4: Камера сгорания

Расчет камеры сгорания
Газ			Теплоемкость компонентов
СН4	%	90.6	1.7	1.54
С2Н6	%	3.45	2.64	0.09
С3Н8	%	0.9	3.74	0.03
С4Н10	%	0.38	4.98	0.02
С5Н12	%	0.3	6.18	0.02
Н2S	%	0.08	1.55	0
CO2	%	2.69	0.96	0.03	Суммарная теплоемкость, кДж/кг
O2	%	1.6	0.95	0.02	1.75	2.32
Qрн	кДж/нм3	36400	кДж/кг	48340	8687.35
Плотность	кг/нм3	0.75		10151.4
Теоретический объем воздуха	м3/м3	9.58
Плотность воздуха	кг/нм3	1.29
Теоретическая масса воздуха	кг/кг	16.43
Теор. объем азота	м3/м3	7.56
Объем трехатомных газов	м3/м3	1.06
Объем водяных паров	м3/м3	1.99
Объем дымовых газов	м3/м3	10.61
Объемная доля трехатомных газов		0.1
Объемная доля водяных паров		0.19
Объемная доля азота		0.71	1
Плотность азота	кг/м3	1.250
Плотность трехатомных газов	кг/м3	1.96
Количество трехатомных газов	кг/кг	2.76
Количество водяных паров	кг/кг	2.12
Количество азота	кг/кг	12.55
Количество газов	кг/кг	17.43
Массовая доля вод. паров		0.12
Массовая доля трехатомных газов		0.16
Массовая доля азота		0.72
Температура на выходе из камеры сгорания	°С	750
Энтальпия вод. паров	кДж/кг	1543.74
Энтальпия RO2	кДж/кг	808.72
Энтальпия азота	кДж/кг	819.17
Энтальпия продуктов сгорания при a=1 (750°C)	кДж/кг	905.92
КПД камеры сгорания		0.98
Температура топлива	°С	15
Теплоемкость топлива	кДж/(кг·°С)	2.32
Энтальпия топлива	кДж/кг	34.77
Энтальпия воздуха при температуре на выходе из камеры сгорания	кДж/кг	799.10
Относительное количество воздуха, содержащееся в продуктах сгорания за камерой сгорания	кг/кг	67.63
Коэффициент избытка воздуха на выходе из камеры сгорания		5.12
Увеличение удельного расхода рабочего тела в камере сгорания		0.01
Масса продуктов сгорания на 1 кг сожженного топлива	кг/кг	85.06
Массовая доля вод. паров	кг/кг	0.02
Массовая доля трехатомных газов	кг/кг	0.03
Массовая доля азота	кг/кг	0.15
Массовая доля избыточного воздуха	кг/кг	0.8	1
		ГОТОВО!!!

Sheet 5: Свойства газов (750)

Изобарная теплоемкость		Вводить только синий текст							gВ	gN2	gRO2	gH2O	Продукты сгорания при a		5.12
m	28.97	28.02	28.15	32	44.01	18.02	28.01	2.02	0.8	0.15	0.03	0.02	1
t	750	750	750	750	750	750	750	750	750	750	750	750			120
T	1023.15	1023.15	1023.15	1023.15	1023.15	1023.15	1023.15	1023.15					0.29
8.31	возд	N2	N2'	O2	CO2	H2O	CO	H2	Изобарная теплоемкость
	33.190	32.850	32.715	34.979	54.643	41.600	33.327	30.292
	1.15	1.17	1.16	1.09	1.24	2.31	1.19	15.03	1.15	1.17	1.24	2.31	1.18

Энтальпия									Энтальпия
	31065.5	30886.3	30788.8	32169.6	44045.6	36870.2	31130.9	29837.4
	1072.33	1102.45	1093.74	1005.30	1000.81	2046.53	1111.42	14800.30
	799.10	819.17	812.36	757.55	808.72	1543.74	827.86	10956.20	799.1	819.17	808.72	1543.74	820.91
451.9000	347.2000								632.3	166.8			426	-394.91
Энтропия									Энтропия
	231.584	228.812	228.250	244.282	270.410	233.579	235.544	166.799
	7.99	8.17	8.11	7.63	6.14	12.97	8.41	82.74
0.62	1.39	1.42	1.41	1.31	1.36	2.65	1.44	19.21	1.39	1.42	1.36	2.65	1.42
									0.82	-0.57			0.88	0.54
p0	124.9835	89.5481	83.6952	575.6205	133.3335	158.8755	201.2451	516.1366	124.98	89.55	133.33	158.88	120.87
Cv	0.8587	0.8758	0.8668	0.8333	1.0527	1.8476	0.8930	10.9017	0.86	0.88	1.05	1.85	0.89
k	1.33	1.34	1.34	1.31	1.18	1.25	1.33	1.38	1.33	1.34	1.18	1.25	1.33

Внутренняя энергия	22558.8	22379.6	22282.1	23662.9	35538.9	28363.5	22624.2	21330.7	22558.83	22379.63	35538.93	28363.53	23097.49
	778.7	798.82	791.55	739.47	807.52	1574.35	807.72	10580.72	778.7	798.82	807.52	1574.35	802.41
Газовая постоянная	0.29	0.3	0.3	0.26	0.19	0.46	0.3	4.12	0.29	0.3	0.19	0.46	0.29

Sheet 6: Свойства газов (outlet)

Изобарная теплоемкость		Вводить только синий текст							gВ	gN2	gRO2	gH2O	Продукты сгорания при a		5.12
m	28.97	28.02	28.15	32	44.01	18.02	28.01	2.02	0.8	0.14	0.03	0.02	1
t	388.69	388.69	388.69	388.69	388.69	388.69	388.69	388.69	388.69	388.69	388.69	388.69			120
T	661.84	661.84	661.84	661.84	661.84	661.84	661.84	661.84					0.29
8.31	возд	N2	N2'	O2	CO2	H2O	CO	H2	Изобарная теплоемкость
	30.854	30.496	30.390	32.655	48.794	37.058	30.888	29.369
	1.07	1.09	1.08	1.02	1.11	2.06	1.1	14.57	1.07	1.09	1.11	2.06	1.09

Энтальпия									Энтальпия
	19479.0	19430.8	19376.9	19902.0	25244.5	22667.5	19507.5	19086.2
	672.39	693.56	688.34	621.94	573.61	1258.19	696.45	9467.36
	399.16	410.28	406.96	374.19	381.52	755.40	412.89	5623.26	399.16	410.28	381.52	755.4	408.7
49.8600	349.3000								632.3	-233.14			408.7	0
Энтропия									Энтропия
	217.649	215.039	214.529	229.528	247.834	216.528	221.569	153.851
	7.51	7.68	7.62	7.17	5.63	12.02	7.91	76.31
0.62	0.9	0.93	0.92	0.84	0.85	1.71	0.94	12.78	0.9	0.93	0.85	1.71	0.93
									0.53	-0.38			0.86	0.07
p0	23.3859	17.0852	16.0687	97.6016	8.8242	20.4359	37.4746	108.7483	23.39	17.09	8.82	20.44	21.97
Cv	0.7780	0.7918	0.7842	0.7607	0.9198	1.5955	0.8059	10.4438	0.78	0.79	0.92	1.6	0.8
k	1.37	1.38	1.38	1.34	1.21	1.29	1.37	1.4	1.37	1.38	1.21	1.29	1.36

Внутренняя энергия	13976.3	13928.1	13874.2	14399.3	19741.8	17164.8	14004.8	13583.5	13976.33	13928.13	19741.83	17164.83	14225.02
	482.44	497.15	492.87	449.98	448.58	952.75	499.99	6737.86	482.44	497.15	448.58	952.75	494.71
Газовая постоянная	0.29	0.3	0.3	0.26	0.19	0.46	0.3	4.12	0.29	0.3	0.19	0.46	0.29

Sheet 7: Свойства газов (x)

Изобарная теплоемкость		Вводить только синий текст							gВ	gN2	gRO2	gH2O	Продукты сгорания при a		5.12
m	28.97	28.02	28.15	32	44.01	18.02	28.01	2.02	0.8	0.15	0.03	0.02	1
t	187.7	187.7	187.7	187.7	187.7	187.7	187.7	187.7	187.7	187.7	187.7	187.7			120
T	460.85	460.85	460.85	460.85	460.85	460.85	460.85	460.85					0.29
8.31	возд	N2	N2'	O2	CO2	H2O	CO	H2	Изобарная теплоемкость
	29.615	29.427	29.330	30.686	43.381	34.826	29.597	29.228
	1.02	1.05	1.04	0.96	0.99	1.93	1.06	14.5	1.02	1.05	0.99	1.93	1.05

Энтальпия									Энтальпия
	13408.9	13418.6	13385.1	13532.2	15946.8	15450.6	13437.2	13199.9
	462.85	478.96	475.49	422.88	362.34	857.60	479.73	6547.57
	189.62	195.68	194.11	175.13	170.25	354.81	196.17	2703.47	189.62	195.68	170.25	354.81	194
-159.6800	349.3000								632.3	-442.68			420.37	226.37
Энтропия									Энтропия
	206.732	204.223	203.750	218.079	231.150	203.556	210.652	143.252
	7.14	7.29	7.24	6.82	5.25	11.3	7.52	71.06
0.62	0.53	0.55	0.54	0.49	0.47	0.99	0.55	7.53	0.53	0.55	0.47	0.99	0.54
									0.53	0			0.86	-0.32
p0	6.2907	4.6520	4.3948	24.6272	1.1863	4.2934	10.0806	30.3935	6.29	4.65	1.19	4.29	5.83
Cv	0.7353	0.7536	0.7466	0.6991	0.7968	1.4716	0.7598	10.3739	0.74	0.75	0.8	1.47	0.76
k	1.39	1.39	1.4	1.37	1.24	1.31	1.39	1.4	1.39	1.39	1.24	1.31	1.38

Внутренняя энергия	9577.3	9587.0	9553.5	9700.6	12115.2	11619.0	9605.6	9368.3	9577.3	9587	12115.2	11619	9711.8
	330.59	342.2	339.38	303.14	275.28	644.93	342.93	4646.97	330.59	342.2	275.28	644.93	338.34
Газовая постоянная	0.29	0.3	0.3	0.26	0.19	0.46	0.3	4.12	0.29	0.3	0.19	0.46	0.29

Sheet 8: Газовая турбина

КПД турбины (адиабатный)		0.88
Потери давления в турбине		0.03
Степень понижения давления в турбине		7.2
Степень понижения давления в турбине		6.98
Масса продуктов сгорания на 1 кг сожженного топлива	кг/кг	85.06
Массовая доля вод. паров	кг/кг	0.02
Массовая доля трехатомных газов	кг/кг	0.03
Массовая доля азота	кг/кг	0.15
Массовая доля избыточного воздуха	кг/кг	0.8
Газовая постоянная продуктов сгорания		0.29
Энтропия на входе в турбину	кДж/(кг·К)	1.42
Энтропия на выходе из турбины	кДж/(кг·К)	0.86
Температура на выходе из турбины (теоретическая)	°С	348.9
Энтальпия газов на входе в турбину	кДж/кг	820.91
Энтальпия газов на выходе из турбины	кДж/кг	365.75
Работа расширения газа в турбине	кДж/кг	400.54
Энтальпия на выходе из турбины (действ)	кДж/кг	420.37
Температура на выходе из турбины (действ)	°С	398.98
Средняя температура стенки лопаток	°С	600
Число охлаждаемых венцов		1
	a	1
	b	0
Средняя температура рабочего тела, при которой отводится теплота охлаждения	°С	750	Tq
a*		0.02
Теплоемкость продуктов сгорания при Tq и a	кДж/кг	1.18
Количество теплоты, отводимой от охлаждаемых элементов проточной части	кДж/кг	3.55	qохл
Коэффициент потери работы при закрытом охлаждении		0.34
Удельная работа расширения газа	кДж/кг	399.3
Энтальпия в конце расширения	кДж/кг	418.1
Средняя температура газа, при которой охладитель вводится в проточную часть	°С	600	Tg
Показатель политропы процесса расширения	m'sт	0.22
Степень понижения давления охладителя	pохл	3.4
Коэффициент использования хладоресурса охладителя	kисп	0.42
Расход воздуха на охлаждение дисков и элементов статора	Dgохл	0.02
Температура воздуха для охлаждения		262.68
Энтальпия		266.79
Расход воздуха на охлаждение	gохл	0.04
Температура (средняя)		431.34
Средняя изобарная теплоемкость охладителя		1.08
Средняя энтальпия охладителя при выводе в проточную часть	iохл3	349.3
Средняя температура охладителя	tохл3	341.63
Политропический КПД расширения газов	hпол	0.85
Энтропия на выходе из турбины (действ)		0.94
Энтропия охладителя при tохл3		0.83
Энтропия охладителя в конце процесса расширения		0.53
Температура охладителя в конце процесса расширения	tохл4	187.7
Энтальпия охладителя в конце процесса расширения	iохл4	189.62
Работа расширения охладителя	Нохл	6.87
Суммарная удельная работа расширения газа и охладителя	Hт	406.17
Расход охладителя, отнесенный к расходу воздуха через компрессор	g'охл	0.04
Коэффициент избытка воздуха смеси газа и охладителя	aсм	5.34
Энтальпия смеси газа и охладителя за турбиной	i4	408.7
Температура на выходе из турбины	t4	388.69
Избыточное количество воздуха на выходе из турбины	gв	71.29
Масса продуктов сгорания на 1 кг сожженного топлива		88.72
Доля RO2		0.031
Доля N2		0.14
Доля вод. паров		0.02
Доля воздуха		0.8
Выходные характеристики ГТУ
Удельная полезная работа ГТУ	He	139.27
Мех. КПД		0.98
КПД генератора		0.95
Коэффициент полезной работы	j	0.35
Мощность	МВт	2.5
Расход воздуха при мощности 2,5 МВт	кг/с	17.95
Расход топлива	кг/с	0.21
Расход выхлопных газов	кг/с	18.16
Расход теплоты на турбину		551.07
Электрический КПД ГТУ		24.0%
Удельный расход условного топлива на выработанную электроэнергию	гут/(кВт·ч)	511.81		ГОТОВО!!!

Sheet 9: Свойства газов (x) (2)

Изобарная теплоемкость		Вводить только синий текст							gВ	gN2	gRO2	gH2O	Продукты сгорания при a		5.12
m	28.97	28.02	28.15	32	44.01	18.02	28.01	2.02	0.8	0.14	0.03	0.02	1
t	116.6	116.6	116.6	116.6	116.6	116.6	116.6	116.6	116.6	116.6	116.6	116.6			120
T	389.75	389.75	389.75	389.75	389.75	389.75	389.75	389.75					0.29
8.31	возд	N2	N2'	O2	CO2	H2O	CO	H2	Изобарная теплоемкость
	29.311	29.221	29.126	30.005	40.907	34.182	29.305	29.148
	1.01	1.04	1.03	0.94	0.93	1.9	1.05	14.46	1.01	1.04	0.93	1.9	1.03

Энтальпия									Энтальпия
	11314.7	11334.3	11307.6	11375.1	12948.3	12998.1	11343.9	11124.2
	390.57	404.57	401.69	355.47	294.21	721.48	404.99	5517.96
	117.34	121.29	120.31	107.72	102.12	218.69	121.43	1673.86	117.34	121.29	102.12	218.69	119.85
-231.9600	349.3000								632.3	-514.96			420.37	300.52
Энтропия									Энтропия
	201.797	199.312