gototopgototop

УДК 004

Расчёт схемы простой ГТУ с помощью программы «Глобальная интерполяция»

Борщ Петр Максимович – студент факультета Энергетического машиностроения и механики Национального исследовательского университета «МЭИ».

Аннотация: В данной работе рассматривается применение программы «Глобальная интерполяция» на примере расчёта простой ГТУ, а конкретнее на примере таблиц термодинамических свойств влажного воздуха и чистых продуктов сгорания метана [1]. Для большего понимания программного кода можно посмотреть программирование в Matchad в [4].

При использовании программы для оформления отчётов, дипломов, научно-исследовательских работ и других официальных документов указывать имя программы и автора программы в разделе "Правообладатели", при внесении положительных изменений в программу просьба сообщать об этом мне. Использование программы без лицензионного договора с правообладателем и автором (то есть мной) запрещено. Программа не работает в совокупности с программой WaterSteamPro.

Ключевые слова: Интерполяция, программа, таблица, таблица чистых продуктов сгорания метана, таблица влажного воздуха.

Введение.

Инструкция пользования программой для интерполирования любой таблицы.

Название программы: "Глобальная интерполяция"

Автор программы:Борщ П.М., Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript ,89250496402, 84953611790

Таблицы без специфических свойств

1. Интерполирование любого значенияxxv(z,a1,x,y)

z - интерполируемое значение;

a1- таблица (матрица);

x-имя того что интерполируем;

y- имя того что надо вывести;

Глава 1. Пример расчёта тепловой схемы простой ГТУ с помощью разновидности программы «Глобальная интерполяция»

§ 1.1. Текст программы для влажного воздуха и чистых продуктов сгорания метана

Тексты программ для влажного воздуха и чистых продуктов сгорания метана совпадают отличие только в таблицах. Таблица "Термодинамические свойства влажного воздуха и чистых продуктов сгорания метана во влажном воздухе" представлена в [1]. В статье все значения интерполируются из этой таблицы. Данная таблица задается в виде двух таблиц и матриц "vv"- для влажного воздуха и "psm"-для чистых продуктов сгорания метана, также как в [8].

ORIGIN:=1 - для отсчёта значений от 1.

Программа для интерполирования одного значения по номеру столбца INTER21(z,a,k,l), программа для интерполирования одного значения по наименованию столбца enterIO(z,a1,y,x), программа вывода части таблицы для исходного столбца vyvod12(z,a,y,x), программа вывода конкретного столбца интерполированных значений vyvod22(s,w), программа для интерполирования вектор-столбца значений по номеру столбцов global22(z,a,k,w,y,x), программа для интерполирования вектор столбца по наименованию столбца IO2(z,a1,y,x),программа для интерполирования

значения(ий) xxv(z,a1,x,y) такие же как в [7] только вместо столбца
будет столбец  а вместо матрицы "с" матрицы "vv" и "psm".

§1.2. Расчёт ГТУ

Исходные данные взяты из §13.9 [1]. Методика расчёта взята из §13.9 [1].

Дано:

Сначала идут ссылки на файлы с программами «Глобальная интерполяция» для влажного воздуха(vv) и чистых продуктов сгорания метана (psm).

ГТУ работает по циклу Брайтона (на всякий случай для не знающих этого).

Энтальпия и энтропия перед компрессором:

энтропия в конце изоэнтропийного процесса сжатия в компрессоре:

температура и энтальпия в конце изоэнтропийного процесса сжатия в компрессоре:

изоэнтропный теплоперепад компрессора:

энтальпия в конце реального процесса сжатия в компрессоре:

температура в конце реального процесса сжатия в компрессоре:

энтальпии чистых продуктов сгорания и воздуха на входе в газовую турбину:

коэффициент избытка воздуха согласно §13.9 [1]:

массовые доли чистых продуктов сгорания и воздуха в смеси:

энтальпия на входе в газовую турбину:

энтропии чистых продуктов сгорания и воздуха на входе в турбину:

энтропия на входе в турбину:

вспомогательный параметр:

объёмная доля воздуха в продуктах сгорания:

молекулярная масса смеси:

газовая постоянная:

степень расширения в газовой турбине:

энтропия в конце изоэнтропийного процесса расширения в турбине:

Подбираем td’1 и td’2 cшагом почти везде 50 °С до тех пор, пока sd’ не окажется строго между sd’1 и sd’2, с помощью директивы:

dir(t,x,a,b,s,

температуры, между которыми находится искомая температура газа в конце изоэнтропийного процесса расширения в турбине:

энтропии воздуха и чистых продуктов сгорания, найденные по :

энтропия, найденная по :

энтропии воздуха и чистых продуктов сгорания, найденные по :

энтропия, найденная по :

программа для интерполирования одного значения:

int(z,z21,z22,x21,x22):=x21+

температура продуктов сгорания в конце изоэнтропийного процесса расширения в турбине:

Проверка:

энтальпии, найденные по , 

энтальпии воздуха и чистых продуктов сгорания, найденные по :

энтальпия, найденная по :

энтальпии воздуха и чистых продуктов сгорания, найденные по :

энтальпия, найденная по :

энтальпия продуктов сгорания в конце изоэнтропийного процесса расширения в турбине:

изоэнтропный теплоперепад турбины:

использованный теплоперепад турбины:

энтальпия в конце реального процесса расширения в турбине:

температуры, между которыми находится искомая температура за турбиной:

Инструкция к использованию директивы dir(t,x,a,b,h,gпс,gв)

t-столбец и название столбца в котором надо найти значения.

x- то значение энтальпии или энтропиипо которому ищем.

a- таблица влажного воздуха vv;

b- таблица чистых продуктов сгорания газаpsm:

h или s- название столбца по которым ищем значения;

gпс- массовая доля продуктов сгорания;

gв- массовая доля воздуха.

энтальпии воздуха и чистых продуктов сгорания, найденные по :

энтальпия, найденная по :

энтальпии воздуха и чистых продуктов сгорания, найденные по :

энтальпия, найденная по :

искомая температура за турбиной:

Проверка:

энтальпии, найденные по , совпала с исходной, значит всё верно:

работа сжатия воздуха в компрессоре:

вспомогательный коэффициент:

удельная работа ГТУ на валу турбоагрегата:

расход газов через турбину:

расход воздуха, подаваемого компрессором:

расход топлива:

мощность газовой турбины:

мощность, потребляемая компрессором:

коэффициент полезной работы:

электрический КПД ГТУ:

Заключение

У данной программы есть две особенности. При необходимости пересчёта всё пересчитывается автоматически, что крайне удобно при тепловом расчёте ГТУ. Вторая особенность состоит в том, что при задании в программе Mathcad таблицы Excel необходимо подавать на вывод минимум на одну ячейку (пустую) больше, чтобы программа работала совместно с такой же программой в одном файле по ссылкам, как например в параграфе "расчёт ГТУ". При этом количество строк при задании матрицы в Mathcad указывается только действительное, то есть без пустых ячеек.

Программа будет актуальна в ближайшие годы.

Список литературы

  1. Трухний А.Д.,Булкин А.Е., Костюк А.Г. Паровые турбины и газотурбинные установки для электростанций / под ред. Трухния А.Д., М.: Издательский дом МЭИ, 2018 - 688 с.
  2. Тепловой расчёт котельных агрегатов (Нормативный метод)/ под ред. Кузнецова Н.В., Митора В.В., Дубовского И.Е., Карасиной Э.С. и др., М.: Энергоатомиздат, 2007. 296с.
  3. Зарянкин А.Е., Касилов В.Ф., Сборник задач по гидрогазодинамике М. Издательство МЭИ, 1995, 336 с.
  4. Гурский Д.А.Вычисления в Matchad, Минск, Новое знание,2003,814 с.
  5. Щегляев А.В. Паровые турбины. Теория теплового процесса и конструкции турбин. Кн.1: 6-е изд., перераб., доп., и подгот. к печати Б.М. Трояновским., М.: Энергоатомиздат, 1993, 384 с.
  6. Щегляев А.В. Паровые турбины , Издание 4-е переработ. М. Энергия, 1967, 368 c.
  7. Борщ П.М., Статья «Двойная интерполяция таблицы "Удельные объёмы и энтальпии перегретого пара при докритическом давлении"[2] с помощью программы «Глобальная интерполяция». изд. 2020, 10 с.
  8. Борщ П.М., Статья «Интерполирование таблицы газодинамических функций (ТГДФ) воздуха с помощью программы «Глобальная интерполяция», изд. 2020,10 с.

Интересная статья? Поделись ей с другими:

Внимание, откроется в новом окне. PDFПечатьE-mail