Газовая турбина, расчет процесса

Расчет полей температур в роторах и лопатках газовых турбин в процессе их прогрева и при установившемся тепловом режиме связан с необходимостью оценивать значения коэффициентов теплообмена-на различных участках исследуемого тела. Метод оценки коэффициентов теплообмена в телах сложной формы основан на том, что должны быть получены экспериментально изменения во времени температуры в исследуемом поле и температуры среды. Затем проводятся решения соответствующих задач на гидравлическом интеграторе для рассматриваемого тела, в которых задаются полученные изменения. При решении задач коэффициент теплообмена подбирается таким образом, чтобы результаты расчета совпали с экспериментальными данными. [c.445]

Пример 3.4- Рассмотрим процесс деформирования диска газовой турбины, расчет которого приведен в 8 (пример 3.1) для демонстрации использования деформационных теорий пластичности и ползучести. Геометрические размеры диска приведены в приложении 1. Для удобства сравнения результатов с расчетом по деформационным теориям приняты те же расчетные сечения, что и в предыдущих примерах. В табл. 3,5—3.9 приведены исходные данные, использованные в расчете истории деформирования диска. [c.105]

Это выражение очень часто используется в расчетах, так как огромное количество процессов подвода теплоты в теплоэнергетике (в паровых котлах, камерах сгорания газовых турбин и реактивных двигателей, теплообменных аппаратах), а также целый ряд процессов химической технологии и многих других осуществляется при постоянном давлении. Кстати, по этой причине в таблицах термодинамических свойств обычно приводятся значения энтальпии, а не внутренней энергии. [c.18]

Обзор работ по столкновению частиц и столкновению струй дан в работе [623]. Более подробный обзор литературы по инерционному осаждению и фильтрации выполнен в работе [243]. В связи с требованиями противообледенительной системы изучалось образование переохлажденных облаков на поверхности крыла самолета [82]. Процесс осаждения водяных капель при обтекании сверхзвуковым потоком двумерного клина, включая прохождение частиц через ударную волну, исследован в работах [696, 827]. Численный расчет процесса накопления водяных капель на поверхности лопаток компрессоров газовых турбин выполнен в работе [c.211]

Наука о теплообмене является сравнительно молодой. Еще в начале текущего столетия вопросам теплообмена уделялось сравнительно небольшое внимание и вся практика теплотехнических расчетов основывалась на небольшом числе эмпирических данных. Значительное развитие теплотехники, характеризуемое появлением мощных котельных агрегатов, паровых и газовых турбин, вызвало необходимость в точном выполнении тепловых расчетов и обобщении разрозненных эмпирических данных о теплообмене. Одновременно большие успехи в области физики, в частности гидромеханики, позволили с достаточной полнотой выявить физическую сущность процессов теплообмена, а применение теории подобия позволило дать научную основу для разнообразных экспериментальных работ. Все это привело к тому, что теория теплообмена в настоящее время входит на равных правах с термодинамикой в физические основы теплотехники. [c.269]

Рис. 2. К расчету процесса в паровом тракте охлаждаемой газовой турбины

Расчет с конца ведется итерационным методом и при ручном счете громоздок и сложен. Учет потерь в решетках и использования выходной кинетической энергии еще более увеличивает трудоемкость процесса расчета. Так, например, расчет с конца одноступенчатой газовой турбины на клавишных вычислительных машинах требует 5—6 ч. С увеличением числа ступеней время расчета пропорционально растет. [c.201]

При тепловом расчете высокотемпературных газовых турбин приходится считаться с процессами теплообмена в охлаждаемой проточной части. Применение систем охлаждения деталей водяным паром, который одновременно выполняет функции рабочего тела, значительно увеличивает роль теплообмена при тепловом расчете соответствующих элементов турбины. Действительно, обычно все тепло, отведенное в проточной части от продуктов сгорания, целиком должно восприниматься пароводяным потоком. Тогда удельное тепло, получаемое этим потоком, определится соотношением [c.122]

В капитальных трудах по газовым турбинам основное внимание обычно уделяется расчету процессов теплообмена [Л. 4-1 ]. В отдельных работах даются также предложения по учету влияния теплообмена на термодинамические процессы в проточной части [Л. 4-15, 16]. Общая особенность всех этих работ состоит в том, что в них фактически не учитывается сжимаемость потока и наличие ступенчатого процесса, обусловленного конечными разностями температур торможения на лопатках смежных венцов. Процесс в проточной части турбины рассматривается, по существу, так, как если бы он протекал в поршневой машине, имеющей охлаждаемый цилиндр. В итоге делаются попытки оценить потери от охлаждения . [c.122]

При рассмотрении многих вопросов, связанных с различными топочными устройствами для жидкого топлива, в частности с камерами горения газовых турбин, важно определить время, необходимое для сжигания капли жидкого топлива заданного начального размера, если известны температура и состав среды, в которой капля находится, и условия ее движения. В действительности выбор расчетной температуры среды и остальных параметров для определения условий переноса и теплообмена представляет большие трудности. Однако, прежде всего, для построения теоретического расчета процесса горения в камере необходимо найти метод определения времени горения единичной капли, с тем чтобы затем уже перейти к более сложной задаче. [c.57]

Все вышеприведенные формулы получены без учета зависимости теплоемкостей с и Ср (а следовательно, и показателя адиабаты k) от температуры и для практических расчетов адиабатных процессов при больших перепадах температур (например, в газовых турбинах или реактивных двигателях) непригодны вследствие своей неточности. Поэтому в расчетной практике широко применяется разработанный Всесоюзным теплотехническим институтом ( ВТИ) табличный метод, в котором указанная зависимость учтена. Подробное описание этого метода (и вытекающего из него графического метода) приведено в [Л. 4]. [c.46]

Представляет интерес предложенный новый метод расчета нестационарной теплопроводности для неоднородного комплекса тел, находящихся во взаимном тепловом контакте. Для расчета процессов тепло- и массопереноса в случае совместного действия свободной и вынужденной конвекции предложены новые критериальные уравнения, выведенные на основе анализа теоретического вида связей между критериями подобия. Часть докладов посвящена расчету процессов теплообмена в сложных по форме элементах паровых и газовых турбин. [c.4]

В учебнике излагается теория основных типов компрессоров и газовых турбин, применяемых в авиационных ГТД. Учебник предназначен для вузов гражданской авиации при подготовке специалистов по эксплуатации самолетов и двигателей, поэтому в нем основное внимание уделено рассмотрению физической сущности процессов и явлений, протекающих в компрессорах и турбинах, их эксплуатационных характеристик. Методы газодинамических расчетов компрессоров и турбин рассматриваются в специальных учебных пособиях. Поэтому здесь излагаются только основы этих расчетов. [c.3]

Начальное давление газов р зависит от давления воздуха за компрессором и является величиной переменной (см. гл. 2 и 4). В газовой турбине (в тепловом двигателе установки) газы расширяются до конечного давления р (процесс 3—4), близкого к атмосферному, и удаляются через дымовую трубу. При охлаждении рабочего тела в охладителе в ГТУ с замкнутым циклом и в атмосфере для ГТУ с разомкнутым циклом энергия не затрачивается и не получается. Поэтому разомкнутый процесс ГТУ без ущерба для точности расчета энергетического эффекта можно условно замкнуть изобарой охлаждения (процесс 4—1). [c.26]

Высокие темпы развития паровых и газовых турбин, компрессоров и реактивных двигателей требуют более глубокого изучения процессов движения газов по каналам. Теория истечения является фундаментальной основой теории лопаточных машин и реактивных двигателей и методов их инженерного расчета. [c.115]

Процессы истечения газов и паров используются в различных отраслях промышленности и осуществляются во многих аппаратах и приборах. Особое значение имеет изучение теории процессов истечения газов и паров для энергетики, так как основные положения этой теории используются при расчетах и конструировании паровых и газовых турбин. [c.121]

Задача расчета диска является одной из актуальнейших задач расчетов на ползучесть. Диски паровых и газовых турбин, подвергаясь в процессе эксплуатации сильному нагреву, находятся в условиях ползучести. Они должны быть спроектированы так, чтобы их пластические деформации за время срока службы не превосходили величин, допустимых по условиям нормальной эксплуатации. [c.188]

Обычно ползучесть учитывается при расчете и конструировании деталей машин, находящихся в процессе эксплуатации длительное время в нагретом состоянии. В таких условиях работают, например, элементы конструкций паровых и газовых турбин, реактивных двигателей, ядерных реакторов, паровых котлов, узлы оборудования нефтяной промышленности, детали химических аппаратов и тепловых приборов. [c.244]

В практике расчетов тепловых двигателей (паровых и газовых турбин, компрессоров и др.) наибольшее распространение находят тепловые диаграммы, в которых по осям координат отложены либо температура и энтропия, либо энтальпия и энтропия (диаграммы Тз и з). Такие диаграммы строятся по экспериментальным данным и позволяют с достаточной точностью рассчитывать различные процессы изменения состояния газов, в том числе в области влажного пара и вблизи линии насыщения. [c.67]

С точки зрения технической эффективности очень выгодна высокая удельная работа турбомашин, которые, как и следовало ожидать, оказались более компактными и малошумными в работе, чем их предшественники. В связи с этим очень важно расширять и совершенствовать методы газодинамического расчета течений. Необходимость в увеличении нагрузки лопаток в равной степени относится как к паровым и газовым турбинам стационарных силовых установок, так и к авиационным газовым турбинам. Такие же тенденции наблюдаются в области разработки вентиляторов и компрессоров. Так или иначе, дальнейший прогресс в этой области немыслим без непрерывного расширения и углубления знаний физических процессов течения в решетках. [c.9]

Процессы, совершающиеся в турбинах, центробежных и осевых компрессорах, реактивных двигателях и т. п., сопровождаются различными преобразованиями энергии, которые происходят в движущемся газе. Теория и расчеты этих машин строятся на общих данных и положениях теории газового потока. Эта теория не только дает возможность изучения отдельных процессов в движущемся газе но и устанавливает условия, которые влияют на протекание этих процессов и их эффективность. [c.124]

Процессы, происходящие в парогазовых смесях, можно рассчитывать с помощью известных аналитических [Л. 3-1 ] и графоаналитических методов [Л. 3-3], разработанных для влажных газов. Однако в большинстве случаев, которые могут встретиться в практике комбинированных установок, нет необходимости прибегать к специальной методике, так как можно считать, что смесь находится в идеально-газовом состоянии. Здесь расчеты турбин и теплообменных аппаратов ничем не отличаются от расчетов соответствующих элементов обычных ГТУ. [c.75]

Инженерные приложения конвективного тепло- и массообмена весьма разнообразны. Например, при расчете теплообменников задача сводится к определению тепловых потоков, передаваемых от одного теплоносителя к другому через разделяющую стенку. Для вычисления температуры охлаждаемой потоком воздуха лопатки турбины или горловины сопла ракеты требуется провести расчет только конвективного теплообмена. Однако если лопатка или горловина сопла охлаждаются подачей жидкости через пористую стенку, то необходим также расчет массопереноса. Когда для защиты поверхности от высокотемпературного газового потока используется испарение или выгорание самого материала стенки (абляция), перед нами другая комбинация процессов конвективного тепло- и массопереноса. Аэродинамический нагрев скоростных самолетов также определяется процессом конвективного теплообмена. Если развивающиеся при этом температуры столь высоки, что газ диссоциирует, возникают градиенты концентрации, и процесс теплообмена осложняется массопереносом. Действие пращевого психрометра тоже основано на комбинации процессов тепло- и массопереноса. Горение летучих топлив в воздухе представляет собой процесс тепло- и массообмена с химическими реакциями в зоне переноса. [c.18]

Так как и тот и другой процессы широко используются в инженерной практике (первый при расчете теплообменников и камер сгорания, а второй при расчете газовых и паровых турбин и реактивных двигателей), широкое распространение получила s-диаграмма, в которой по оси абсцисс отложена энтропия, а по оси ординат — энтальпия. [c.57]

Газификационная установка 448 Газовая турбина, расчет процесса 513 [c.734]

Учебник соответствует программе курса Судовые паровые и газовые турбины и чх эксплуатация . Приведено описание современных паровых турбин и газотурбинных двигателей. Рассмотрены конструкция, теория рабочего процесса условия работы, основы теплового, аэродинамического и прочностного pa Jeтa, работа на переменных и переходных режимах и основы эксплуатации судовых паровых турбин и газотурбинных двигателей. Даны примеры расчетов и соответст-вук щие рекомендации. [c.360]

Результаты, установленные в работах [419—423], указывают на необходимость учета влияния кинетики химических реакций при выборе тепловых схем и параметров цикла, при расчетах теплообменных аппаратов и проточных частей газовых турбин. Для решения этих задач требуется разработка методов расчета параметров потока N2O4 в каналах с постоянным и переменным поперечным сечением при наличии и отсутствии энергообмена и трения, а также детальное знание кинетики и механизма химических процессов, протекающих в реагирующей четырехокиси азота. [c.7]

В результате необратимых процессов пластичности и ползучести деформация дисков может быть значительной и приводить к нежелательным явлениям — изменению зазоров в лабиринтных уплотнениях, короблению, изменению посадок, задеванию лопаток за корпус и т. д. Пластические деформации, появляющиеся сразу после нагружения, в дальнейшем не увеличиваются вследствие упрочнения материала, если нагрузки не превышают первоначально приложенных это используют на практике. Для того чтобы при работе не менялись посадки и зазоры, а материал деформировался упруго, применяют технологическую операцию предварительной раскрутки диска — автофретирование. Диск, почти полностью механически обработанный, за исключением посадочных мест, раскручивается (обычно без лопаток) на специальной технологической установке при постоянной температуре, примерно соответствующей рабочей. Частоту вращения при этой операции определяют расчетным путем таким образом, чтобы напряжения в диске примерно соответствовали напряжениям упругого расчета для облопаченного диска на максимальном рабочем режиме в эксплуатации. Затем диск снимают с установки и подвергают окончательной механической обработке посадочные места, уплотнения и т. п. В табл. 4.2 приведены остаточные удлинения дисков газовых турбин различных размеров (типов) по наружному диаметру после автофретирования и указана относи- [c.122]

Проблема расчета турбулентного пограничного слоя на проницаемой поверхности имеет чрезвычайно важное значение. Процессы такого рода возникают при защите элементов машин от воздействия потоков газа высокой температуры (так называемое пористое охлаждение лопаток газовых турбин, камер сгорания ракетных двигателей и т. п.) при испарении и конденсации, при нали- [c.67]

К концу второго десятилетия XX столетия стал выпуклее процесс специализации экспериментаторов по признаку их интересов и мотивов, побуждающих исследования. Изучение температурных зависимостей параметров упругости является хорошим примером тенденции перехода к модельно-ориентированиым, специализированным исследованиям, которая все еще находится в стадии развития. Совершенствование паровых и газовых турбин, двигателей внутреннего сгорания и, теперь, космической техники с их требованиями работы в условиях всевозрастающих температур и давлений наталкивает одну из групп исследователей на экспериментальное изучение сложных металлических сплавов, температурные коэффициенты и внутренние демпфирующие свойства которых удовлетворяют требованиям технологического использования. Вторая группа с несколько меньшим интересом к собственно механике занималась исследованием температурной зависимости коэффициентов упругости монокристаллов с тем, чтобы сравнить результаты экспериментов с результатами расчета применительно к модели твердого тела при О К или получить численное значение волновой скорости для вычисления дебаевских температур и проверить предложенные в физике модели, описывающие удельную теплоемкость твердых тел. Третья группа стала проявлять интерес по меньшей мере к полуколичест-вениым данным, относящимся к модулям упругости при сдвиге в монокристаллах различных структур и предварительных историй [c.487]

В основу настоящего расчета положена внешняя характеристика СПГГ [Gг — i Pг )], которая определяется режимом работы газовой турбины. В этом случае отпадает необходимость исследовать работу СПГГ на всем диапазоне изменения его производительности (см. фиг. 74), что позволяет не только значительно сократить объем вычислений, но и более полно проанализировать параметры рабочего процесса на минимальных мощностях установки. [c.130]

Многие области техники используют достижения механики жидкости к газа. Авиация и кораблестроение, основными проблемами которых являются скорость, устойчивость и управляемость самолета, ходкость, устойчивость и управляемость судна, неразрывно связаны с аэродинамикой и гидродинамикой. Такая смежная с авиацией отрасль техники, как реактивная техника, не только использовала достижения предыдущей эпохи, но и поставила, главным образом, перед газовой динамикой, ряд новых задач, послуживших дальнейшему значительному развитию этой сравнительно молодой отрасли механики жидкости и газа. Так, например, конкретная задача о возвращении космического корабля или баллистической ракеты на землю через плотные слои атмосферы вызвала к жизни многочисленные исследования по борьбе с разогревом поверхности твердого тела за счет тепла, возникающего при диссипации механичес ой энергии потока вблизи поверхности тела (в пограничном слое), с плавлением или сублимацией (непосредственным испарением твердой поверхности без прохождения процесса предварительного оплавления) поверхности корпуса ракеты. Совокупность этих и многих других близких задач привела к образованию нового раздела механики жидкости и газа — аэротермодинамики. Отметим еще важное значение гидроаэродинамики и газодинамики в турбостроении и двигателестрое-НИИ, особенно в создании реактивных и ракетных двигателей. Проточные части гидротурбины, паровой и газовой турбин, реактивного двигателя, компрессора или насоса представляют собой сложные конструкции, состоящие из ряда неподвижных (направляющие аппараты) и подвижных (рабочие колеса) лопастных систем. При вращении рабочих колес составляющие их лопатки обтекаются с большими относительными скоростями водой, газом или паром. От правильного гидродинамического расчета формы профилей и конструкции лопаток рабочих колес зависит достижение требуемой мощности машины, ее высокого коэффициента полезного действия. Надо также уметь рассчитывать и лопастные направляющие аппараты водяной, воздушной или газовой 1урбины, улучшать и другие элементы проточной асти, от гидроаэродинамического совершенства которых зависит качество турбины в целом. [c.16]

Изложены основы теплового процесса паровых и газовых турбин, рассмотрены методики выбора конструкции и теплового расчета. Приведены различные типы турбин, охарактеризованы особенности их эксплуатации в стационарных и переходных режимах. Описаны системы регулирования и маслоенабжения. а также конденсационные установки. 1-с издание (1985 г) вышло в Энергоатомиздате под названием Паровые и газовые турбины . [c.2]

Значительно расширились также процессы автоматизации в промышленности и на транспорте. Если в первые послевоенные годы автоматизация охватывала только отдельные технологические и энергетические агрегаты, то в наше время все чаще внедряются установки комплексной автоматизации в виде автоматических линий, цехов и предприятий. Успешно работают автоматизированные системы управления технологическими процессами в энергетике, черной и цветной металлургии, нефтедобывающей, газовой, нефтехимической, химической, пищевой и других отраслях промышленности. К числу наиболее совершенных относятся принятые в опытнопромышленную эксплуатацию автоматизированные системы управления блоком котел — турбина — генератор мощностью 200 тыс. кет и процессом каталитического крекинга. В обеих системах электронно-вычислительные машины автоматически управляют ходом процесса, выполняя расчет его оптимальных параметров и обеспечивая стабилизацию режимов. [c.14]

С гидротурбииами, работающими на капельной,, т. е. почти несжимаемой, жидкости почти постоянной температуры, имеют много общего турбины паровые и газовые, работающие, однако, на газах, т. е. л идкостях переменных объема и температуры, что сильно сказывается на особенностях их рабочего процесса, расчета, конструкции и технологии. Для них характерны работа расширения жидкости и переход ее тепловой энергии в другие виды энергии. Кавитационные явления (гл. 8) в них отсутствуют. Конструктивно и технологически [c.12]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...