Методические указания к выполнению задания 2
В диффузорах часть внешней кинетической энергии рабочего тела преобразуется в его внутреннюю энергию, в результате чего повышается температура и давление. Изоэнтропийная работа повышения давления
, (17)
где k – показатель адиабатного процесса;
R – удельная газовая постоянная;
T 1 – температура газа на входе в диффузор;
p 1 , p 2 – давление газа, соответственно на входе в диффузор и на выходе из диффузора.
Эффективность работы диффузора оценивается его КПД ηд, который равен отношению изоэнтропийной работы повышения давления к работе действительного процесса, сопровождающегося необратимыми потерями энергии
. (18)
Действительная работа диффузора равна изменению внешней кинетической энергии потока
, (19)
где w1, w2 – скорость газа, соответственно на входе в диффузор и на выходе из него.
Таким образом, скорость потока на выходе из диффузора можно определить по выражению
. (20)
Температуру газа в конце изоэнтропийного процесса в диффузоре находят, используя уравнения связи параметров
. (21)
Как было отмечено в предыдущем задании действительные процессы течения сопровождаются необратимыми потерями энергии, которые в виде теплоты трения возвращаются потоку, повышая его энтальпию и температуру на выходе. Поэтому действительная температура газа на выходе из диффузора будет выше конечной температуры изоэнтропийного процесса. Потери энергии в диффузоре можно найти по формуле
|
|
|
. (22)
Действительная температура газа за диффузором определяется по уравнению
. (23)
Одной из основных характеристик диффузоров является его геометрическая степень диффузорности 
, равная отношению площади проходного сечения на выходе f2 к площади проходного сечения на входе f1
. (24)
Если стенки диффузора не проницаемы для газа, то массовый расход газа G в каждом сечении диффузора будет неизменным
, (25)
где ρ1, ρ2 – соответственно, плотность потока на входе в диффузор и на выходе из него
. (26)
Выразив из уравнения (25) f1 и f2 и подставив в (24), получим
. (27)
Иллюстрация процесса повышения давления газа в диффузоре выполняется на миллиметровой бумаге с соблюдением масштаба по оси ординат. Образец иллюстрации приведен на рисунке 2.
|
|
|
Рисунок 2 – Образец повышения давления газа в диффузоре
Задание 3
Определить располагаемую работу, степень реактивности и окружной КПД для оптимального режима работы одноступенчатой осевой газовой турбины. Давление и температура заторможенного потока на входе в ступень, соответственно 
, 
, давление газа за ступенью 
, давление газа в осевом зазоре 
, угол выхода потока газа из соплового аппарата 
(исходные данные выбрать из таблицы 3). Угол выхода потока газа из рабочего аппарата в относительном движении принять 
, коэффициент скорости соплового аппарата 
коэффициент скорости рабочего аппарата 
. Принять для газа k=1,33; R=288,4 Дж/кг К. Привести годографы скоростей на входе в рабочее колесо и на выходе из него, процесс расширения газа в турбине проиллюстрировать в si – диаграмме.
Таблица 3 – Исходные данные к заданию 3
| № последней цифры шифра | p о * , МПа | p 2 , МПа | № предпоследней цифры шифра | T o * , К | α1, град. | p 1 , МПа |
| 0 | 0,25 | 0,10 | 0 | 620 | 12 | 0,15 |
| 1 | 0,26 | 0,105 | 1 | 640 | 14 | 0,155 |
| 2 | 0,27 | 0,11 | 2 | 660 | 16 | 0,16 |
| 3 | 0,28 | 0,115 | 3 | 680 | 18 | 0,165 |
| 4 | 0,29 | 0,12 | 4 | 700 | 20 | 0,16 |
| 5 | 0,25 | 0,115 | 5 | 720 | 18 | 0,155 |
| 6 | 0,26 | 0,11 | 6 | 740 | 16 | 0,15 |
| 7 | 0,27 | 0,105 | 7 | 760 | 14 | 0,145 |
| 8 | 0,28 | 0,10 | 8 | 780 | 12 | 0,14 |
| 9 | 0,29 | 0,095 | 9 | 800 | 14 | 0,135 |
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 314; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!