Расчет мощности турбины

При газотурбинном наддуве необходимо определить параметры газа перед турбиной и за ней, удельную работу расширения газов в турбине и мощность турбины.

Расход газа через турбину G_г больше расхода воздуха через цилиндры G_к на величину расхода топлива G_т, поэтому

G_г = G_к + G_т/3600 кг/с

G_г=кг/с

Температура продуктов сгорания в процессе движения из цилиндра в коллектор изменяется. Условно этот процесс считают политропным и рассчитывают температуру продуктов сгорания в коллекторе Т_г по уравнению

Т_г= Т_b/(р_b/р_т) К

Тг=К

При продувке цилиндра и в выпускном коллекторе продукты сгорания смешиваются с продувочным воздухом. Решение уравнения теплового баланса для этой смеси позволяет получить следующее выражение для расчета температуры выпускных газов перед турбиной:

Т_т = {b_ос_р'' Т_г + (j_а–1)с_р'Тs }/{b_ос_р'' + (j_а–1)с_р'} К,

где с_р' = 27,57 + 0,0025Т_s кДж/(кмоль К) – средняя мольная теплоемкость воздуха;

с_р'' = 28,22+0,00307Т_г кДж/(кмоль К) – средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания.

C¢p=27,57+0,0025×338=28,345 кДж/(кмоль×К)

C²p=28,22+0,00307×850,246=30,830 кДж/(кмоль×К)

Тт = К

Температуру газов за турбиной следует определить по уравнению расширения газов в проточной части турбины:

Т'_о = Т_т(р_т/р'_о) К

Т¢_о= К

Адиабатную работу расширения газов в турбине рассчитывают по уравнению

L_ад.т = к_г R_гT_т[1- (р'_о/р_т) ]/(к_г -1) кДж/кг,

где R_г = 0,3 кДж/(кг К) – газовая постоянная выпускных газов.

L_ад.т= кДж/кг