Главная Судовые газовые турбины Тепловые расчеты газовых турбин Укрупненный тепловой расчет камеры сгорания и теплообменных аппаратов
Укрупненный тепловой расчет камеры сгорания и теплообменных аппаратов

При расчете камеры сгорания учитывают расход воздуха Gв, давление воздуха при входе в камеру рв, температуру воздуха при входе в камеру Тв, температуру газа при выходе из ка­меры Т1 состав и теплоту сгорания Qнp топлива, температуру по­догрева топлива Тт. Выбрав тип камеры сгорания, производят укрупненный тепловой расчет в следующем порядке.

Теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1 кг топлива

где Ср, Нр, Sлр, Ор — содержание в 1 кг топлива соответственно углерода, водорода, серы и кислорода.

Расход топлива

где i энтальпия воздуха при температуре Т1, кдж\кг; iв — эн­тальпия воздуха при температуре Тв, кдж/кг; ?к. с — к. п. д. ка­меры сгорания, принимается 0,96—0,98; iт = Сртtт— энтальпия топ­лива, поступающего в камеру сгорания, кдж/кг (Срт — средняя изобарная теплоемкость топлива); iч.п — энтальпия чистых про­дуктов сгорания (при ? = 1) при температуре T1, определяется по зависимости

— массовые доли отдельных составляющих чистых продуктов сго­рания; iCO2, iн2о, iN2, iSO2—энтальпии составляющих принимаются по справочным.

Общий коэффициент избытка воздуха

Коэффициент избытка первичного воздуха при укрупненных расчетах принимается в пределах 1,6—2,2.

Основные размеры камеры сгорания определяются по следую­щим формулам:

— объем пламенной трубы камеры

где qт — приведенное тепловое напряжение пламенной трубы, рав­ное (34—42) ? 106 дж/м3 ? сек ? н/м2);

— внутренний диаметр наружного кожуха камеры

где wв — скорость движения вторичного воздуха в кольцевом про­странстве между пламенной трубой и кожухом; ее принимают wв = 30?40 м/сек; ?п — толщина стенки пламенной трубы, м; общая длина камеры сгорания lк.с? 1,33 1п.т м.

Размеры камер сгорания влияют не только на размеры и вес установки, по и на гидравлические сопротивления, оказываемые газовому потоку при его движении. Потери полного напора в ци­линдрических камерах сгорания составляют 2—4% давления на входе.

При расчете регенератора и воздухоохладителя определяют по­верхность теплообмена трубчатого регенератора

где Gв — секундный расход воздуха; r = t5t4 / t2t4 — степень регенерации (t4, t5 — соответственно температуры воздуха при входе и выходе из регенератора); t2 — температура газа до регенератора; k — коэффициент теплоперепада от газов к воздуху, вт/(м2?°К); ?t — средняя разность температур между газом и воздухом.

Поверхность теплообмена воздухоохладителя

где Gох — расход охлаждающей воды, кг/сек; Сох — теплоемкость воды, дж/(кг?°К); tox1, tox2 —температура воды перед и за воздухо­охладителем.