Скачать 153.04 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФМОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ ЭНЕРГОМАШИНОСТРОЕНИЯ И МЕХАНИКИ (ЭнМИ) ___________________________________________________________________________________________________________ Направление подготовки: 141100 Энергетическое машиностроение Профиль подготовки: «Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели» Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ " ПЕРЕМЕННЫЕ РЕЖИМЫ ГТУ"
Москва - 2011 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение особенностей рабочих процессов в проточных частях газотурбинных установок, имеющих различные тепловые и механические схемы на режимах отличных от номинального; характеристик основных элементов ГТУ и самой ГТУ в целом; их методик расчета; особенностей режимов работы установок с разными тепловыми и механическими схемами. По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:
Задачами дисциплины являются:
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части по выбору профессионального цикла М.2 основной образовательной программы подготовки магистров по профилю "Исследование, разработка и проектирование паротурбинных, газотурбинных энергетических установок" направления 141100 Энергетическое машиностроение. Дисциплина базируется на следующих курсах: "Термодинамика", "Механика жидкости и газа", "Энергетические машины и установки", "Нагнетательные турбомашины" и "Газотурбинные установки". Знания, полученные при освоении дисциплины, необходимы для выполнения программы магистерской подготовки и магистерской диссертации. 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования: Знать:
Владеть:
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.
4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции:
в частности, характеристики газовой турбины, осевого компрессора, камеры сгорания (КС), регенератора, воздухоохладителя, газовоздушного тракта Краткий обзор курса. Рекомендуемая литература и ее краткая характеристика. Введение в предмет курса. Перечень основных элементов, входящих в состав ГТУ и их краткая характеристика. Основные критерия подобия, характеризующие режим работы установки. Характеристики газовой турбины и их представление. Независимые параметры, влияющие на режим работы турбины. Приведенные параметры. Определение основных критериев подобия, обеспечивающих режим работы турбины, и их связь с приведенными параметрами. Построение характеристик турбины по характеристикам отдельных ступеней. Приближенные методы расчета расходной характеристики турбины (уравнение Стодола-Флюгеля и уравнение, полученное с использованием расходных характеристик суживающихся сопл – уточненное уравнение Стодола-Флюгеля). Вывод этих уравнений. Оценка влияния частоты вращения на расходную характеристику турбины. Приближенные методы оценки КПД турбины в зависимости от режима ее работы. Совместная работа турбин, включенных последовательно по ходу движения рабочего тела. Построение совместной характеристики двух и более турбин. Характеристики осевых компрессоров и их представление. Особенности характеристик компрессоров (наличие границы помпажа, изменение крутизны изодром с увеличением частоты вращения, условия запирания проточной части). Совместная работа последовательно включенных компрессоров, с постоянной и переменной частотами вращения. Анализ режимов работы двух компрессоров с различным сочетанием их частот вращения. Методика расчета характеристик осевого компрессора по обобщенным зависимостям. Характеристика газовоздушного тракта (зависимость гидравлических потерь от режима работы ГТУ), характеристики камеры сгорания (КС) (зависимости потерь давления и КПД от режима ее работы), характеристики регенератора и воздухоохладителя (зависимости потерь давления, степени регенерации и степени охлаждения от режима их работы). Представление характеристик, их особенности и методика расчетов.
Совместная работа элементов ГТУ. Условия совместности. Определение количества независимых параметров ГТУ, влияющих на режим ее работы на примере одновальной энергетической ГТУ, выполненной по простой схеме. Независимые параметры ГТУ различных тепловых и механических схем. Характеристики ГТУ и их представление. Способы регулировки мощности ГТУ. Характеристики нагрузочных устройств (зависимость мощности нагрузочных устройств от частоты вращения) на примере получения характеристики нагнетателя природного газа. Механические потери.
схем на частичных режимах работы Построение расходной характеристики турбины в поле характеристик компрессора. Качественный сравнительный анализ характеристик простой одновальной ГТУ с переменной и постоянной частотами вращения с точки зрения эффективности и надежности ее работы во всем возможном диапазоне режимов. Влияние степени регенерации на характеристики. Описание схем двухвальных ГТУ с одним компрессором (турбина высокого давления (ТВД) вращает компрессор, турбина низкого давления (ТНД)– силовая; ТНД вращает компрессор, ТВД– силовая). Качественный сравнительный анализ характеристик. Влияние степени регенерации и дополнительного подогрева газа. Описание схем двухвальных ГТУ с двумя компрессорами (ТВД вращает компрессор высокого давления (КВД) ТНД -компрессор низкого давления (КНД); ТВД вращает КНД, ТНД – КВД). Качественный сравнительный анализ этих характеристик при различном расположении нагрузки и ее вида. Влияние степени регенерации и дополнительного подогрева газа. Описание схем трехвальных ГТУ и особенности их характеристик. Методики расчета характеристик одновальной и двухвальной ГТУ с одним компрессором. Примеры расчета по данным методикам. Универсальные характеристики ГТУ различных схем, их особенности и представление. Приведенная мощность ГТУ и приведенное подведенное тепло. Диаграмма режимов одновальной установки ее особенности и построение. Особенности диаграммы режимов двухвальных машин.
компрессора (регулируемые сопловые аппараты турбины, поворотные входные направляющие аппараты и поворотные направляющие аппараты первых ступеней компрессора), на характеристики турбины, компрессора и ГТУ в целом Описание конструкций регулируемых сопловых аппаратов, поворотных входных направляющих аппаратов и поворотных направляющих аппаратов первых ступеней компрессора; их влияние на характеристики турбины и компрессора. Влияние изменения геометрии проточной части турбины и компрессора на характеристики одновальной и двухвальной ГТУ.
характеристики турбины, и ГТУ в целом. Режимы пуска ГТУ различных конструктивных схем Влияние охлаждения элементов проточной части газовой турбины на ее характеристики и характеристики ГТУ. Работа ГТУ на пусковых режимах. Описание процесса пуска. Описание и характеристики пусковых устройств. Моментная характеристика. Оптимизация процессов пуска. Особенности пуска многовальных ГТУ. Краткий обзор прочитанного материала. Проблемные вопросы расчета характеристик турбин, компрессоров и ГТУ в целом. 4.2.2. Практические занятия 2 семестр
4. Расчет характеристики газовоздушного тракта, камеры сгорания и регенератора. 5. Изучение методики расчета простой одновальной энергетической ГТУ и упрощенный ее расчет (без детального определения потерь по тракту ГТУ, оценки изменения расхода охлаждающего воздуха, величины утечек и т.п.). 6. Изучение методики расчета двухвальной однокомпрессорной ГТУ. Расчет какого- либо конкретного частичного режима ее работы при условии известной характеристики компрессора. 7. Определение изменения мощности ГТУ при изменении условий ее работы (температуры воздуха или газа, степени сжатия компрессора).
турбины и компрессора.
4.3. Лабораторные работы «Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены». 4.4. Расчетное задание Расчет характеристики осевого компрессора и простой одновальной, энергетической ГТУ в виде зависимости ее КПД от электрической мощности, а также расчет зависимости мощности ГТУ от начальной температуры газов для нескольких значений температуры окружающего воздуха. 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы «Курсовой проект учебным планом не предусмотрен». 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций. Презентации лекций содержат диаграммы режимов ГТУ разных конструктивных схем, схемы привода поворотных направляющих аппаратов компрессора, конструкции антипомпажных клапанов, механизмов поворота лопаток направляющих аппаратов. Практические занятия включают тестирование с использованием компьютеров с установленным программным обеспечением. Самостоятельная работа включает выполнение расчетного задания, усвоение лекционного материала, подготовку к тестам, контрольным работам, зачету и экзамену. 6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются тесты, контрольные работы, устный опрос. Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен. Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка за экзамен. В приложение к диплому вносится оценка за 2 семестр. 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература: а) основная литература:
б) дополнительная литература: 1. Ольховский Г.Г. Энергетические газотурбинные установки. М.: Энергоатомиздат, 1985.
В.Г., Богов И.А. и др.; под ред. Арсеньева Л.В. и Тырышкина В.Г. Л. : Машиностроение, 1989.
Издательское объединение «Вища школа», 1976.
Издательское объединение «Вища школа», 1976.
вузов. Елисеев Ю.С., Манушин Э.А., Михальцев В.Е. и др. – 2-е изд., перер. И доп.М.: изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000
а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: нет. 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для презентации лекций. Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 141100 «Энергетическое машиностроение» и профилю «Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели»». ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ: к.т.н., доцент Чижов В.В. "УТВЕРЖДАЮ": Зав. кафедрой ПГТ д.т.н., профессор Грибин В.Г. |