Вопросы контрольной работы
1. Предмет, цели и задачи курса ГТУ. Общие сведения о газотурбинных установках
2. Прочитать схему простой ГТУ. Достоинства и недостатки
3. Рассмотреть цикл простой ГТУ в Т-S диаграмме
4. Важные характеристики цикла простой ГТУ
5. Прочитать схему ГТУ с регенератором. Достоинства и недостатки
6. Рассмотреть цикл ГТУ с регенерацией теплоты отходящих газов в Т-S диаграмме
7. Прочитать схему одновальной ГТУ с промежуточным подводом тепла и промежуточным охлаждением воздуха. Достоинства и недостатки
8. Связь кпд простой ГТУ с величинами характеризующими ее цикл
9. Зависимость удельной работы и кпд простой ГТУ от степени сжатия при разных относительных температурах
10. Зависимость кпд ГТУ с регенерацией теплоты от степени сжатия и степени регенерации
11. Зависимость полезной удельной работы и кпд от степени сжатия простой и сложной ГТУ без регенерации
12. Влияние потерь на эндентивную работу газотурбинных установок
13. Общие сведения об осевых компрессорах
14. Рабочий процесс в ступени компрессора
15. Геометрические параметры компрессорных профилей
16. Потери в лопаточном венце осевого компрессора
17. Влияние радиальных и осевых зазоров на работу степени компрессора
18. Направляющие и сопловые аппараты компрессоров
19. Связь между параметрами ступени и всего компрессора
20. Применяемые формы проточной части многоступенчатого осевого компрессора
21. Выбор напора ступени многоступенчатого компрессора при заданном общем напоре
22. Универсальная характеристика компрессора
23. Схема обтекания лопаток рабочего колеса осевого компрессора при различных расходах воздуха
24. Треугольники скоростей ступени компрессора на среднем диаметре
25. Степень реактивности ступени осевого компрессора
26. Неустойчивые режимы работы компрессора
27. Рабочие процессы в ступенях компрессора и турбины, их отличие
28. Определение степени сжатия в компрессоре по заданному расходу воздуха и частоте вращения ротора
29. Принцип работы активной ступени газовой турбины. Треугольники скоростей
30. Принцип работы реактивной ступени газовой турбины. Треугольники скоростей
31. Геометрические характеристики осевой турбинной ступени
32. Термодинамические параметры ступени газовой турбины
33. Газодинамические параметры осевой турбинной ступени
34. Принцип работы газотурбинной установки. Что такое активная и реактивная турбины?
35. Что такое треугольники скоростей осевого компрессора и газовой турбины?
36. Профильные и кромочные потери в осевой турбинной ступени
37. Потери от угла атаки и концевые потери в осевой турбинной ступени
38. Тепловой процесс расширения газа многоступенчатой турбине в I-S диаграмме
39. Характеристики газовых турбин
40. Какие параметры газовых турбин можно определить по их характеристика?
41. Требования, предъявляемые к системе охлаждения газовых турбин
42. Схема системы охлаждения газовой турбины
43. Охлаждение корпуса газовой турбины
44. Охлаждение ротора газовой турбины
45. Охлаждение сопловых и рабочих лопаток газовой турбины
46. Жидкостное охлаждение лопаток газовых турбин
47. Виды газотурбинных установок на газопроводах, поставщиками которых является НЗЛ, их краткая характеристика
48. Виды газотурбинных установок на газопроводах, поставщиками которых является ТМЗ, их краткая характеристика
49. Назначение трубчатых регенераторов, их устройство и основные характеристики
50. Назначение пластинчатых регенераторов, их устройство и основные характеристики
51. Требования, предъявляемые к регенераторам
52. Режимы работы ГТУ при частичных нагрузках. Зона допустимых режимов работ ГТУ
53. Основные способы регулирования мощности и экономичности ГТУ на частичных нагрузках
54. Назначение системы маслоснабжения ГТУ. Схема системы и ее основные элементы
55. Назначение, устройство и принцип работы камеры сгорания ГТУ
56. Конструкции камер сгорания
57. Характеристики камер сгорания и их влияние на газотурбинную установку
58. Виды теплообменных аппаратов ГТУ и требования предъявляемые к ним
59. Защита ГТУ от атмосферной запыленности
60. Защита ГТУ от обледенения. Охлаждение воздуха в летнее время
61. Защита от шума газотурбинных газоперекачивающих агрегатов
62. Основные функции агрегатных систем автоматического регулирования и защиты
63. Основные функции агрегатных систем автоматического управления
64. Распространенные отказы и дефекты ГГПА со стационарным ГТУ и возможные причины, вызвавшие их
65. Основные направления работ по обеспечению надежности ГГПА при проектировании
66. Основные эксплутационные мероприятия, снижающие потребность в ремонтах
67. Ремонтопригодность газотурбинных, газоперекачивающих агрегатов
68. Причины и вызываемые ими виды вибрации. Способы устранения
4.3 ТАБЛИЦА ВАРИАНТОВ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
| Предпоследняя цифра шифра | Последняя цифра шифра | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 | |
| 0; 5 | 1;23;53 | 2;25;55 | 3;27;56 | 4;28;57 | 5;29;58 | 6;30;59 | 7;31;60 | 8;32;61 | 9;33;62 | 10;34;63 |
| 1;6 | 2;24;64 | 11;35;68 | 15;41;67 | 21;45;66 | 17;49;65 | 18;50;64 | 19;51;63 | 20;52;61 | 21;53;62 | 22;54;63 |
| 2;7 | 3;25;65 | 12;36;62 | 6;42;64 | 15;46;67 | 12;31;61 | 13;34;60 | 14;35;59 | 15;36;58 | 11;37;50 | 17;38;51 |
| 3;8 | 4;39;66 | 13;37;50 | 7;43;65 | 9;47;68 | 18;32;57 | 20;32;52 | 21;34;54 | 22;35;55 | 23;36;56 | 24;37;57 |
| 4;9 | 5;40;67 | 14;38;60 | 3;44;66 | 11;48;57 | 19;33;60 | 5;33;53 | 6;25;58 | 7;26;59 | 4;27;60 | 5;28;61 |
4.4 ЗАДАЧИ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Задача 1
Рассчитать основные размеры первой ступени осевого компрессора и определить ориентировочно количество ступеней по следующим исходным данным: начальная температура газа t0С; начальное давление газа Р1 (кПа); степень повышения давления (εк); массовая подача
М (кг/с).
Задача 2
Определить мощность и выбрать тип ГПА по приведенной характеристике нагнетателя при следующих исходных данных: тип нагнетателя; давление наружного воздуха; температура наружного воздуха; температура газа на входе в нагнетатель; давление газа на выходе из нагнетателя; частота вращения вала нагнетателя
ТАБЛИЦА ВАРИАНТОВ К ЗАДАЧЕ 1
| № | Варианты | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| Данные | ||||||||||||
| 1 | Массовая подача, М (кг/с) | 52,3 | 44 | 85,2 | 96,4 | 83,3 | 156 | 56,6 | 42,7 | 82,7 | 94,8 | 78,6 |
| 2 | Начальное давление газа, Р1 (кПа) | 100 | 110 | 120 | 125 | 130 | 98 | 102 | 101 | 106 | 108 | 112 |
| 3 | Степень повышения давления, εк | 5 | 3 | 2 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 5 |
| 4 | Начальная температура газа, t0С | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 15,5 | 16,5 | 17,5 | 18,5 | 19,5 |
продолжение таблицы вариантов к задаче 1
| № | Варианты | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 |
| Данные | ||||||||||||
| 1 | Массовая подача, М (кг/с) | 138 | 49,6 | 50 | 81,7 | 95,5 | 148 | 38,6 | 50 | 56 | 70,2 | 42,2 |
| 2 | Начальное давление газа, Р1 (кПа) | 114 | 116 | 118 | 122 | 124 | 126 | 128 | 96 | 94 | 100 | 105 |
| 3 | Степень повышения давления, εк | 6 | 7 | 8 | 4 | 3 | 2 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 4 | Начальная температура газа, t0С | 14 | 14,5 | 15 | 15,5 | 16 | 16,5 | 17 | 17,5 | 18 | 18,5 | 19 |
продолжение таблицы вариантов к задаче 1
| № | Варианты | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 |
| Данные | |||||||||||||
| 1 | Массовая подача, М (кг/с) | 56,3 | 82 | 76,7 | 48,6 | 54 | 85,3 | 45,5 | 58,2 | 86,2 | 100 | 85 | 175 |
| 2 | Начальное давление газа, Р1 (кПа) | 106 | 107 | 109 | 116 | 115 | 126 | 122 | 118 | 115 | 113 | 109 | 118 |
| 3 | Степень повышения давления, εк | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 4 | Начальная температура газа, t0С | 19,5 | 20 | 20,5 | 21 | 21,5 | 22 | 15 | 15,5 | 16 | 16,5 | 17 | 18 |
ТАБЛИЦА ВАРИАНТОВ К ЗАДАЧЕ 2
| № | Исходные данные | Варианты | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1 | Тип нагнетателя | 370-18-1 | Н-16-76-1,25 | 650-22-22 | 235-21-1 | 370-18-1 |
| 2 | Давление наружного воздуха Рн, МПа | 0,103 | 0,101 | 0,102 | 0,1013 | 0,098 |
| 3 | Температура наружного воздуха tн, 0С | 2,6 | 5,2 | 6,5 | 7,5 | 10,5 |
| 4 | Температура газа на входе в нагнетатель Тн, К | 286,7 | 289 | 290 | 283 | 293,6 |
| 5 | Давление газа на входе в нагнетатель Рн.изб , МПа | 5,145 | 4,215 | 5,02 | 6,3 | 4,2 |
| 6 | Давление газа на выходе из нагнетателя Рк.изб , МПа | 5,96 | 5,015 | 7,2 | 7,2 | 5,132 |
| 7 | Частота вращения вала нагнетателя n, об/мин | 4075 | 6020 | 3450 | 4300 | 5200 |
продолжение таблицы вариантов к задаче 2
| № | Исходные данные | Варианты | ||||
| 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| 1 | Тип нагнетателя | Н-16-76 | 650-22-2 | 235-21-1 | 370-18-1 | Н-16-76 |
| 2 | Давление наружного воздуха Рн, МПа | 0,096 | 0,1012 | 0,1013 | 0,101 | 0,102 |
| 3 | Температура наружного воздуха tн, 0С | 12 | 12,5 | 13 | 3 | 4,5 |
| 4 | Температура газа на входе в нагнетатель Тн, К | 288 | 289 | 292 | 287,5 | 288 |
| 5 | Давление газа на входе в нагнетатель Рн.изб , МПа | 4,82 | 5,12 | 4,96 | 4,21 | 4,96 |
| 6 | Давление газа на выходе из нагнетателя Рк.изб , МПа | 6,3 | 6,85 | 6,15 | 5,05 | 5,8 |
| 7 | Частота вращения вала нагнетателя n, об/мин | 6200 | 3600 | 4150 | 4200 | 6200 |
продолжение таблицы вариантов к задаче 2
| № | Исходные данные | Варианты | ||||
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | ||
| 1 | Тип нагнетателя | 650-22-22 | 235-21-1 | 370-18-1 | Н-16-76 | 650-22-22 |
| 2 | Давление наружного воздуха Рн, МПа | 0,1013 | 0,098 | 0,01 | 0,103 | 0,1013 |
| 3 | Температура наружного воздуха tн, 0С | 5 | 6,5 | 7 | 8,5 | 9 |
| 4 | Температура газа на входе в нагнетатель Тн, К | 289 | 290 | 291 | 292 | 292,5 |
| 5 | Давление газа на входе в нагнетатель Рн.изб , МПа | 4,86 | 4,62 | 4,35 | 4,8 | 5,21 |
| 6 | Давление газа на выходе из нагнетателя Рк.изб , МПа | 6,2 | 5,3 | 5,22 | 6,3 | 7,2 |
| 7 | Частота вращения вала нагнетателя n, об/мин | 3500 | 4200 | 4350 | 5800 | 3600 |
продолжение таблицы вариантов к задаче 2
| № | Исходные данные | Варианты | ||||
| 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | ||
| 1 | Тип нагнетателя | 235-21-1 | 370-18-1 | Н-16-76 | 650-22-22 | 235-21-1 |
| 2 | Давление наружного воздуха Рн, МПа | 0,1013 | 0,101 | 0,102 | 0,098 | 0,1013 |
| 3 | Температура наружного воздуха tн, 0С | 9,5 | 10 | 10,5 | 11 | 11,5 |
| 4 | Температура газа на входе в нагнетатель Тн, К | 293 | 293,6 | 296 | 297 | 298 |
| 5 | Давление газа на входе в нагнетатель Рн.изб , МПа | 4,75 | 3,96 | 4,8 | 4,85 | 3,95 |
| 6 | Давление газа на выходе из нагнетателя Рк.изб , МПа | 5,2 | 4,87 | 6,75 | 6,25 | 4,6 |
| 7 | Частота вращения вала нагнетателя n, об/мин | 4150 | 4250 | 6000 | 3620 | 4320 |
продолжение таблицы вариантов к задаче 2
| № | Исходные данные | Варианты | ||||
| 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | ||
| 1 | Тип нагнетателя | 370-18-1 | Н-16-76 | 370-18-1 | 235-21-1 | 650-22-22 |
| 2 | Давление наружного воздуха Рн, МПа | 0,101 | 0,103 | 0,1013 | 0,098 | 0,103 |
| 3 | Температура наружного воздуха tн, 0С | 12 | 12,5 | 13 | 13,5 | 14 |
| 4 | Температура газа на входе в нагнетатель Тн, К | 298,5 | 292 | 296 | 297 | 298 |
| 5 | Давление газа на входе в нагнетатель Рн.изб , МПа | 4,15 | 5,01 | 3,96 | 3,76 | 5,1 |
| 6 | Давление газа на выходе из нагнетателя Рк.изб , МПа | 5 | 7,1 | 4,92 | 4,85 | 7,2 |
| 7 | Частота вращения вала нагнетателя n, об/мин | 4420 | 6250 | 4100 | 4300 | 3650 |
продолжение таблицы вариантов к задаче 2
| № | Исходные данные | Варианты | ||||
| 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | ||
| 1 | Тип нагнетателя | 370-18-1 | Н-16-76 | 650-22-22 | 235-21-1 | 370-18-1 |
| 2 | Давление наружного воздуха Рн, МПа | 0,101 | 0,1013 | 0,098 | 0,101 | 0,1013 |
| 3 | Температура наружного воздуха tн, 0С | 14,5 | 15 | 15,5 | 16 | 16,5 |
| 4 | Температура газа на входе в нагнетатель Тн, К | 298 | 299 | 300 | 301 | 302 |
| 5 | Давление газа на входе в нагнетатель Рн.изб , МПа | 5,62 | 5,1 | 5,15 | 4,2 | 5,6 |
| 6 | Давление газа на выходе из нагнетателя Рк.изб , МПа | 7,2 | 7,25 | 7,15 | 5,8 | 7,25 |
| 7 | Частота вращения вала нагнетателя n, об/мин | 4400 | 6300 | 3560 | 4600 | 4500 |
5. ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Основная
1. А.Г. Костюк, А.Н. Шерстюк. Газотурбинные установки. М., «Высшая школа», 1979
2. В.С. Соколов. Газотурбинные установки. М. «Высшая школа», 1986
3. Б.С. Ревзин, И.Д. Ларионов. Газотурбинные установки с нагнетателями для транспорта газа. Справочное пособие. М., «Недра», 1991
4. Б.П. Поршаков. Газотурбинные установки. М., «Недра», 1992
5. Б.С. Ревзин. Газотурбинные газоперекачивающие агрегаты. М., «Недра», 1986
6. Б.П. Поршаков. Газотурбинные установки для транспорта газа и бурения скважин М., «Недра», 1982
7. Б.П. Поршаков, Б.А. Романов Основы термодинамики и теплотехники. М., «Недра», 1979
8. З.С. Седых Эксплуатация газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. Справочное пособие. М., «Недра», 1990
9. В.М. Черкасский. Насосы, вентиляторы, компрессоры. М., «Энергоатомиздат», 1984
Дополнительная
1. И.А. Биргер Техническая диагностика М., «Машиностроение», 1978
2. Григорян Ф.Е. Михайлов Е.И. Щевев Ю.П. Борьба с шумом стационарных энергетических машин Л., «Машиностроение» 1983
3. Вукалович М.И. Маслов В.Г. Первышин Н.В. и др. Механическая ермодинамика М., Машиностроение 1972
4. Дорофеев В.М. Маслов В.Г. Первышин Н.В. и др. Термодинамический расчет газотурбинных силовых установок М., «Машиностроение», 1973
5. Зариццкий С.П. Диагностика газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом М., «Недра» 1987
6. Костюкевич А.Г., Шерстюк А.Н. Газотурбинные установки Учебное пособие для вузов М., «Высшая школа» 1979
7. Кузнецов А.А. Кузнецов Л.А. Борьба с обледенением стационарных газтурбинных установок Л., «Недра», 1980
8. Поршанов Б.П. Газотурбинные установки для транспорта газа и бурения скважин М., «Недра» 1982
9. Седых З.С. Эксплуатация газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. Справочное пособие М., «Недра», 1990
10. Сударев А.В. Антоновский В.И. Камера сгорания газотурбинных установок Теплообмен Л., «Машиностроение», 1985
11. Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели Конструкция и расчет деталей М., «Машиностроение», 1981
СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение........................................................................................................................................1
2. Примерная программа учебной дисциплины............................................................................2
3. Примерный перечень практических занятий...........................................................................34
4. Задания для контрольной работы.............................................................................................35
5. Перечень рекомендуемой литературы.......................................................................................63