1

Akademia Górniczo- Hutnicza

Im. Stanisława Staszica w Krakowie

BADANIE TURBINY GAZOWEJ W UKŁADZIE TURBINY MOCY

Prowadzący:

dr in ż. Karol Sztekler sztekler@agh.edu.pl

2

1. Wstęp teoretyczny

Turbiny należą do dużej grupy maszyn przepływowych zwanymi silnikami wirnikowymi. Dzieli się je na:

• turbiny gazowe, • turbiny parowe, • turbiny wiatrowe, • turbiny wodne.

Turbinę gazową można określić jako zaawansowane technologicznie urządzenie, w którym energia kinetyczna ruchu stosowanego medium lub energia potencjalna medium znajdującego się pod dużym ciśnieniem, zostaje zamieniana na ruch obrotowy turbiny. W instalacjach tego typu podczas spalania paliwa wytwarzany jest przepływ stosowanego medium, za pośrednictwem którego ciepło transformowane (przekształcane) jest w energię mechaniczną. Typowe parametry gazów wylotowych w turbinach gazowych to ciśnienie rzędu 65 barów oraz temperatura od 400 do 600°C (mniejsze i starsze jednostki). Zdarza się jednak tem-peratura ponad 1000°C (większe i nowsze jednostki). Pomysł turbiny gazowej jest stary pierwszy patent stanowi osiągnięcie Anglika Barbera z 1791 r. Jednak wobec licznych trudności konstrukcyjnych i materiałowych pierwsza turbina gazowa została zbudowana praktycznie dopiero w 1939 r., tj. blisko 150 lat później. Szybki rozwój jej konstrukcji nastąpił po II wojnie światowej. Turbiny spalinowe mogą być zasilane praktycznie tylko paliwem ciekłym i gazowym. Jako paliwo ciekłe jest używana nafta i olej napędowy, rzadko mazut, jako gazowe — gaz ziemny, koksowniczy, gazy generatorowe paliw stałych, gaz wielkopiecowy, biologiczny itp. Paliwa ciekłe nie mogą zawierać wanadu, który w tempera-turze powyżej 600°C powoduje głęboką korozję elementów konstrukcyjnych, głównie turbiny (korozja wanadowa). Spalanie paliw stałych nie zostało tu dotychczas opanowane, bowiem popiół zawarty w spalinach powoduje bardzo szybko erozję układu łopatkowego turbiny. Ogólnie należy stwierdzić, że turbiny spalinowe wymagają „czystych", a więc stosunkowo drogich, paliw.

1.1 Zasada działania

Obieg turbiny gazowej w zasadniczy sposób nie odbiega od tego, który jest realizowany w silnikach tłokowych o spalaniu wewnętrznym (obieg Sabathe), lecz inna jest jego logika. W silniku spalania wewnętrznego, zasadnicze procesy cieplno-przepływowe zachodzą w tej samej objętościowej przestrzeni komory roboczej cylindra, zawartej pomiędzy tłokiem a głowicą. Następują one po sobie w kolejnych sekwencjach czasu: ssanie, sprężanie, spalanie, praca i wydech. W przypadku turbiny gazowej, każdy z wymienionych procesów zachodzi w tym samym czasie, lecz w zupełnie innych zespołach całego układu: ssanie – realizuje wlot, sprężanie – sprężarka wirnikowa, spalanie – komora spalania, pracę – turbina (połączona z odbiornikiem mocy), oraz wydech – układ wylotowy. Jednocześnie, ze względu na przebieg zjawisk modelujących poszczególne procesy, inny jest jej obieg wzorcowy (cykl Braytona).

3

Rys.1. Otwarty obieg cieplny z turbiną gazową: a) schemat ideowy; b) wykres entropowy

cykl Braytona; c) realizacja; 1-2 – sprężanie adiabatyczne, bez strat czyli reprezentowane przez adiabatę odwracalną, będącą jednocześnie izentropą, 2-3 – izobaryczne dostarczenie ciepła (w układach rzeczywistych realizowane zwykle przez spalanie wewnętrzne paliwa), 3-4 – rozprężanie adiabatyczne, bez strat czyli odwracalne i jednocześnie izentropowe, 4-1 – izobaryczne chłodzenie (w układach rzeczywistych realizowane zwykle poprzez wydalenie gorącego czynnika po rozprężeniu w turbinie i zassanie zimnego powietrza z otoczenia). qd – ciepło doprowadzone do obiegu w przemianie izobarycznej 2-3; qo – ciepło doprowadzone w przemianie 4-1

1 – sprężarka; 2 – turbina gazowa; 3 – doprowadzenie powietrza; 4 – komora spalania; 5 – prądnica; 6 – doprowadzenie paliwa;

4

Przemiany termodynamiczne zachodzące w zespołach turbiny gazowej są adekwatne do elementarnych modeli, które zakładają adiabatyczność zjawisk kompresji i ekspansji (bez strat gdy przemiany są izentropowe – linia przerywana, linia ciągła – przemiany politropowe ze stratami). Należy przy tym dodać, ze część kompresji następuje w sposób dynamiczny we wlocie (tak jest w przypadku lotniczych silników turbinowych), podobnie jak ma to miejsce w odniesieniu do procesu ekspansji w układzie np. dyszy wylotowej silnika odrzutowego. Moc uzyskiwana w zespole turbin częściowo jest spożytkowana do napędu sprężarki wirnikowej (około 40%), sprzężonej mechanicznie poprzez wał, zaś pozostała część energii strumienia w postaci jego entalpii służy jej konwersji na użyteczną pracę mechaniczną. Praca ta (a poprawniej moc wynikająca z iloczynu strumienia masy i zmiany entalpii czynnika), może już być bezpośrednio zużytkowana np. do pracy generatora prądu elektrycznego, układu napędowego pojazdu, czy też wytworzenia siły ciągu (w samolocie odrzutowym). Dla bilansowej oceny procesów realizowanych w komorze spalania (reakcje chemiczne, mieszanie), najbardziej odpowiednim jest model przemiany izobarycznej. Oznacza to, że procesy nierównowagowe z wydzielaniem ciepła reakcji chemicznych w trakcie spalania paliwa (jego ilość w proporcji do dopływającego do komory spalania powietrza nie przekracza 1-3%), mogą być zastąpione przez kwasi-równowagowe przemiany, najogólniej polegające na umownym ‘podgrzaniu’ czynnika, którego właściwości i skład na wylocie z komory tylko nieznacznie odbiegają od powietrza atmosferycznego. Z tego powodu najprostszy, model cyklu Braytona posiłkuje się powietrzem jako czynnikiem obiegowym. Jeśli obieg jest otwarty, tzn. pobiera powietrze z otoczenia i do niego usuwa spaliny, to przemiana zamykająca cykl (przemiana 4-) jest w istocie tylko fikcyjną. Inaczej jest dla układów z cyrkulującym czynnikiem w obiegu zamkniętym (np. dla turbin napędzanych helem lub CO2 w siłowniach jądrowych). Warto przy tym zauważyć, że główne

komponenty układu (sprężarka, komora spalania i turbina) tworzą tzw. ‘wytwornicę spalin’.

5

Obieg cieplny turbiny gazowej w układzie p-v Obieg cieplny turbiny gazowej może być także przedstawiony na wykresie p-v. Jednakże tutaj wyraźnie widoczne są przemiany związane ze sprężaniem i rozprężaniem czynnika. Użyteczna praca mechaniczna zaznaczona jako obszar zakreskowany zamknięty obszarze 1,2,3,4,1. Można zauważyć że w przypadku dostawy ciepła pomiędzy 2 i 3, objętość właściwa gazu zwiększa się gazu, oznacza to że gęstość maleje .

Rys.2. Obieg cieplny turbiny gazowej w układzie p-v 1.2. Charakterystyka turbin gazowych

- turbina gazowa stanowi połączenie oddzielnych urządzeń (sprężarki, komory spalania i turbiny), z których każde jest poddawane oddzielnemu procesowi konstrukcyjnemu

- głównymi parametrami konstrukcyjnymi wpływającymi na sprawność układu z turbiną gazową są:

a) stosunek sprężania w sprężarce ε=p2/p1 , εmax=35 b) oraz maksymalna temperatura obiegu, tzn. temperatura spalin za komorą spalania - parametry pracy turbin gazowych zależą w dużej mierze od jej konstrukcji i

przeznaczenia Tmax = 1400°C (łopatki chłodzone) oraz Tmax = 1100-1150°C (łopatki niechłodzone)

- turbiny przemysłowe charakteryzują się stosunkowo prostą konstrukcją (układ jednowałowy) i niezbyt wysokimi stopniami sprężania. W efekcie sprawności energetyczne tych turbin nie są zbyt wysokie, ale cechują się one niskimi jednostkowymi kosztami inwestycyjnymi

6

- turbiny gazowe bardzo małej mocy, tzw. mikroturbin. poniżej 70 kW wysoka sprawności (rzędu 30%)

- zastosowaniem turbin gazowych małej mocy (rzędu kilku MW) o sprawności przekraczającej 40% (dzięki zastosowaniu regeneracji ciepła)

- turbiny gazowe z wtryskiem pary (STIGT - ang. Steam Injection Gaś Turbinę ) o sprawności przekraczającej 43%.

- sprawność elektryczna turbin gazowych waha się w granicach od 17 do 33%. Sprawność cieplna typowych turbin gazowych waha się w granicach od 75 do 80%

Małe układy skojarzone, w których są stosowane turbiny gazowe, można podzielić na kilka podstawowych grup:

a)układy proste: z turbinami przemysłowymi, z turbinami lotniczo pochodnymi b)układy złożone: - z turbinami z chłodzeniem miedzystopniowym, - z turbinami z regeneracją ciepła, - z turbinami o złożonej konfiguracji (chłodzenie międzystopniowe, regeneracja ciepła, dwustopniowa komora spalania i dwustopniowe rozprężanie spalin), - elektrociepłownie gazowo-parowe, - elektrociepłownie gazowo-parowe dwupaliwowe - węglowo-gazowe, - elektrociepłownie gazowo-parowe zintegrowane ze zgazowaniem biomas Nowoczesne systemy turbin gazowych W praktyce stosowane są dwa rozwiązania konstrukcyjne turbin gazowych: - sprężarka i łopatki turbiny montowane są na jednym wale; - stosuje się dwa, współosiowe (koncentryczne) wały. na jednym z nich umieszczone są

łopatki sprężarki i jeden lub dwa stopnie łopatek turbiny. Ten stopień odpowiada za napęd sprężarki, podczas gdy drugi wał napędza generator i odpowiada za produkcję energii elektrycznej.

- Nowoczesne turbiny gazowe stosowane w elektroenergetyce wykorzystują zazwyczaj osiowe sprężarki z kilkoma stopniami łopatek. Nowoczesne sprężarki mają 10–12 stopni łopatek. Układy te pozwalają na sprężanie stosowanego medium roboczego do poziomu 15–19 razy większego od ciśnienia atmosferycznego. Sprężarki tego typu osiągają wydajność 87%.

1.2.1. Proste układy turbin gazowych

Układy otwarte

- Obecnie w małych układach najbardziej są rozpowszechnione proste układy turbin gazowych w obiegu otwartym ze spalaniem paliwa w wewnętrznej komorze spalania

7

(SGT - ang. Simple Gas Turbain

Rys.3. Schemat turbiny gazowej w układzie otwartym - najbardziej popularny układ gazowy stosowany w układach energetycznych - charakteryzują się dużymi rozmiarami - wyższe mocy turbin gazowych w porównaniu do obiegów zamkniętych - niższe koszty inwestycyjne

Układy zamknięty Stosowany gdy:

- nie jest dostępne paliwo odpowiedniej jakości - będzie wykorzystane źródło ciepła charakteryzujące się wysoką temperaturą, - możliwość stosowania wysokich ciśnień w poszczególnych punktach obiegu, co

wpływa na zmniejszenie wymiarów urządzeń. - zmienność ciśnienia w poszczególnych punktach obiegu stwarza możliwość regulacji

mocy turbiny bez zmian maksymalnej temperatury obiegu, przy stosunkowo niedużych zmianach sprawności układu

Rys.4. Schemat turbiny gazowej w układzie zamkniętym - brak czynników korozyjnych w obiegu, - brak konieczności filtrowania czynnika przed sprężarką (mniejszy stopień dławienia na wlocie). Wady

8

-konieczność stosowania pośredniego czynnika roboczego i dodatkowych wymienników ciepła.

- dotychczas do użytku przemysłowego oddano niewiele turbin pracujących w obiegu zamkniętym.

- moc wynosi 2-20 MW, a czynnikiem roboczym przeważnie jest powietrze (może też być hel), natomiast paliwem zasilającym układ - węgiel, olej opałowy lub gaz wielkopiecowy.

1.2.3. Możliwości zmniejszenia strat egzergii w układach z turbinami gazowymi - zmieniana konstrukcji samej turbiny gazowej (np. turbiny gazowe z regeneracją

ciepła, turbiny gazowe z wtryskiem pary lub wody, chłodzenie powietrza przed sprężarką)

- rozbudowę układu o część parową (elektrociepłownie gazowo-parowe).

Turbina gazowa z regeneracją ciepła - W wypadku turbin gazowych regeneracja ciepła polega na podgrzewaniu powietrza

przed komorą spalania spalinami wylotowymi w wymienniku regeneracyjnym. - Zastosowanie regeneracji ciepła w turbinie gazowej wymaga całkowitej zmiany

konstrukcji turbiny w celu wyprowadzenia powietrza za sprężarką do wymiennika i wprowadzenia podgrzanego powietrza do komory spalania.

- Zwiększenie sprawności turbiny przy jednoczesnym zmniejszeniu temperatury spalin wylotowych sprawia, że te turbiny nadają się do pracy w układach CHP produkujących gorącą wodę

Rys.5. Schemat turbiny gazowej w układzie otwartym z regeneratorem

Korzystne efekty regeneracji ciepła są uzyskiwane w zakresie niskich stosunków sprężania PONIEWAŻ:

- zwiększa się różnica temperatury między spalinami i powietrzem w regeneracyjnym wymienniku ciepła, a co za tym idzie zwiększa się ilość ciepła regeneracji w stosunku do strumienia energii chemicznej paliwa.

9

Wraz ze wzrostem stosunku sprężania korzystny wpływ regeneracji zmniejsza się na skutek występowania dodatkowych oporów przepływu, moc układu może spaść nawet o 10% w stosunku do układu bez regeneracji. Turbiny z wtryskiem pary (układ Chenga)

- wtrysku pary do komory spalania (turbina STIGT - ang. Steam Injection Gas Turbinę). - wtrysk pary do komory spalania powoduje zwiększenie stosunku strumienia spalin do

strumienia powietrza sprężanego przez sprężarkę. - zwiększenie strumienia spalin w STIGT powoduje wzrost mocy (netto) turbiny, przy niezmienionej praktycznie mocy sprężarki.

- zwiększeniu ulega sprawność turbiny gazowej, gdyż zwiększonej mocy towarzyszy nieznaczne tylko zwiększenie strumienia paliwa doprowadzanego do komory spalania i niewielki wzrost zapotrzebowania na moc pompy wodnej

Turbin na wilgotne powietrze HAT (ang. Humid Air Turbinę) -turbina z regeneracją ciepła, w której dodatkowo zastosowano wtrysk wody do powietrza przed wymiennikiem regeneracyjnym. Wtrysk wody do powietrza powoduje:

- obniżenie temperatury podgrzewanego powietrza, przez co zwiększa się efektywność regeneracji ciepła, gdyż jest możliwe większe schłodzenie spalin

- efektywność regeneracji ciepła może być jeszcze większa, jeżeli zastosuje się międzystopniowe chłodzenie sprężanego powietrza.

- zastosowanie w HAT regeneracyjnego podgrzewania powietrza, powoduje że wartości stosunku sprężania są znacznie mniejsze niż w układzie z wtryskiem pary

- temperatura spalin wylotowych osiąga wartości powyżej 800°C, a zatem uzyskuje się w układzie wysokie temperatury potrzebne do podgrzania powietrza w wymienniku regeneracyjnym.

- układzie z HAT sprawność może osiągnąć wartości przewyższające 50%, a wiec więcej niż w układach ze STIGT, a nawet w układach gazowo-parowych Układ chłodzenia powietrza przed sprężarką, i w trakcie samego sprężania reazlizowane przez : - układy suche z przeponowym chłodzeniem powietrza przed sprężarką lub za kolejnymi stopniami sprężarki (realizowane za pomocą chłodziarki sprężarkowej lub absorpcyjnej), - układy mokre, w których chłodzenie powietrza następuje wskutek odparowania wody .

Wpływ stopnia sprężania na sprawno

Zgodnie z podstawowymi argumentami i metodami termodynamiki, na sprawnoobiegu turbiny gazowej mają bezpotzw. ‘stopień podgrzania czynnika’, czyli efekt zwiwartością maksymalnej temperatury obiegu. Swiększy spręż tym korzystniej jest przyjmowa

obiegu, co pokazuje rys. poniż

Rys. 6. a) Wpływ sprężu πs oraz maksymalnej temperatury Braytona ηt, b) wpływ wykładnika adiabaty na sprawno

regeneracją ciepła, przerywana

Można przypuszczać, że jest to oczywista droga do poprawy efektywnorzeczywistości występuje szereg ograniczewzględzie. Przede wszystkim wzrost temperatury maksymalnej obiegu ograniczajwytrzymałości oraz trwałości zespołów bezpospalinami, tj. wieńce łopatkowe i tarcze turbiny, naramechaniczne i cieplne, w tym zjawiska zmkonstrukcji zespołu sprężarki o wysokim sprwyzwanie dla ich konstruktorów. 1.3. Wielkości charakteryzują

Moc efektywna turbiny gazowej (prądnicy), jest równa

PT — Ps —

∆Pm —

ężania na sprawność obiegu

Zgodnie z podstawowymi argumentami i metodami termodynamiki, na sprawnoą bezpośredni wpływ dwa główne parametry: spręż

podgrzania czynnika’, czyli efekt związany ze spalaniem paliwa, a tym samym z maksymalnej temperatury obiegu. Są one wzajemnie ze sobą powią

tym korzystniej jest przyjmować coraz to wyższe maksymalne temperaturyobiegu, co pokazuje rys. poniżej.

oraz maksymalnej temperatury Tmax na sprawność, b) wpływ wykładnika adiabaty na sprawność cieplną obiegu (linie ci ciepła, przerywana – bez regeneracji).

ć że jest to oczywista droga do poprawy efektywności tego obiegu. Wępuje szereg ograniczeń materiałowych i technologicznych w tym

dzie. Przede wszystkim wzrost temperatury maksymalnej obiegu ograniczajści zespołów bezpośrednio znajdujących się w kontakcie ze

ńce łopatkowe i tarcze turbiny, narażone na wysokie obcimechaniczne i cieplne, w tym zjawiska zmęczeniowe. Z kolei możliwości uzyskania zwartej

ężarki o wysokim sprężu (około-dźwiękowej), stanowikonstruktorów.

ci charakteryzujące turbinę gazową

Moc efektywna turbiny gazowej Pe, wykorzystywana do napędu maszyny ro

moc turbiny, — moc sprężarki,

— straty mocy na pokonanie oporów mechanicznych oraz na napęd urządzeń pomocniczych.

10

Zgodnie z podstawowymi argumentami i metodami termodynamiki, na sprawność cieplną redni wpływ dwa główne parametry: spręż sprężarki oraz

zany ze spalaniem paliwa, a tym samym z ą powiązane – im

sze maksymalne temperatury

na sprawność obiegu ą obiegu (linie ciągłe – z

ści tego obiegu. W materiałowych i technologicznych w tym

dzie. Przede wszystkim wzrost temperatury maksymalnej obiegu ograniczają kwestie ę w kontakcie ze

one na wysokie obciążenia ż ści uzyskania zwartej ękowej), stanowią ciągłe

ędu maszyny roboczej, np.

straty mocy na pokonanie oporów mechanicznych oraz na

(1)

Układ turbiny gazowej oddaje moc na zewn

równości PT = Ps + ∆Pm, natomiast przy

Sprawność efektywna opisanej turbiny gazowej Ppal, odpowiadającej energii chemicznej doprowadzanego paliwa, czyli

Sprawność efektywna ne rośnie nieprzerwanie wraz ze wzrostem temperatury stosunku T3/T1). Podwyższenie temperatury materiałów konstrukcyjnych, głównie układu wirujwirujących).

Sprawność ne układu silnie zależstosunkowo wąskim zakresie sprw granicach 4-10.Sprawnośćelementów niT i nS, co wymaga starannego dobrania spri ∆p3. W związku z tym wszystkie przelotnie muszukształtowane. W układzie prostym turbiny gazowej swięc niższe niż w silnikach spalinowych czy siłozwykle 20 -40% mocy PT dostarczanej przez turzużywa się 60-80% mocy PT turbiny.

ład turbiny gazowej oddaje moc na zewnątrz, gdy Pt> Ps+ ∆Pm, bieg jałowy odpowiada

natomiast przy PT < Ps + ∆Pm układ nie może, pracować

opisanej turbiny gazowej ηe jest stosunkiem mocy efekcej energii chemicznej doprowadzanego paliwa, czyli

rośnie nieprzerwanie wraz ze wzrostem temperatury ższenie temperatury T3 jest jednak ograniczone

materiałów konstrukcyjnych, głównie układu wirującego turbiny (łopatek i tarcz

układu silnie zależy od sprężu ∏= p2/p1. Turbina gazowa możskim zakresie sprężów, przy czym istnieje spręż optymalny, zawarty zwykle

ść efektywna w istotny sposób zależy co wymaga starannego dobrania sprężarki i turbiny oraz strat ci

zku z tym wszystkie przelotnie muszą być jak najkrótsze ukształtowane. W układzie prostym turbiny gazowej są osiągane sprawnoś

w silnikach spalinowych czy siłowniach parowych. Moc użdostarczanej przez turbinę, co oznacza, że naturbiny.

11

wy odpowiada

e, pracować samodzielnie.

jest stosunkiem mocy efektywnej Pe do mocy

nie nieprzerwanie wraz ze wzrostem temperatury T3 (ściślej czone wytrzymałością

cego turbiny (łopatek i tarcz

. Turbina gazowa może działać tylko w optymalny, zawarty zwykle

tu od sprawności arki i turbiny oraz strat ciśnienia ∆p1

jak najkrótsze i właściwie sprawności ne rzędu 30%, a

żyteczna Pe stanowi że na napęd sprężarki

(2)

12

Sprawność zespołu turbosprężarkowego

��

=���

�

η

����

ηT,ηS- sprawność turbiny i sprężarki LT-praca techniczna rozprężania LS- praca techniczna sprężania Stosunek tych prac k= LT/LS jest równy stosunkowi najwyższej temperatury w obiegu punkt 3 do temperatury na końcu sprężania punkt 2.

� =��

��

= �

�

Po uproszczeniu uzyskujemy

��

=��

�

η

���

Sprawność teoretyczną obiegu idealnego wyznaczona z zależności termodynamicznych wynosi

η�= 1 −

��

��

Sprawność ogólna układu turbinowego

η�= η

���∙ η

�

Sprawność cieplna jest związana z ilość ciepła dostarczanego do pracy mechanicznej. Przy założeniu, że czynnik roboczy ma stałe zdolność do wykonywania pracy. Sprawność cieplna jest określana z :

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

13

Przy średniej wartości współczynnika adiabaty κ =1,4 równanie przyjmuje postać:

∏= p2/p1

Można zauważyć, że sprawność cieplna jest tylko uzależniona od stosunku ciśnień. Najwyższa temperatura T3 (parametry spalin po popuszczeniu komory spalania) nie mają żadnego wpływu na sprawność cieplna.

Zdolność do wykonywania pracy

Można zauważyć, decydujący czynnik wpływającym na zdolność wykonywania pracy w turbinie ma stosunek ciśnienia ∏= p2/p1. Pozostałe parametry takie jak: - temperatura T1 wlotowa zależy od warunków otoczenia - temperatura na wejściu do turbiny T3 powinny być możliwie jak najwyższa oczywiście pewne ograniczenia temperaturowe są związane z odporności materiałów łopatek turbiny na wysokie temperatury. Moc wyjściowa

�� - strumień masy czynnika roboczego [kg/s]

(8)

[kJ/kg]

(9)

[W] (10)

14

Określenie mocy sprężarki

Zapotrzebowanie na moc potrzebną do podniesienia parametrów powietrza zależy od konkretnych wartości entalpii

Moc przekazywana od gazu w turbinie gazowej do napędu sprężarki jest określona w ten sam sposób.

Dla stanowiska z turbiną gazową ET792 wartości entalpi h4 nie mogą być bezpośrednio stosowane we wzorze. Zmierzona temperatura do obliczenia h4 jest zbyt niska wynika to z faktu że odległości od punktu pomiarowego z wylotu turbiny jest zbyt duża. Błędy te są istotne ze względu na wysoką temperaturę spalania gazu. Oprogramowanie kompensuje te błędy pomiaru poprzez wprowadzenie h4_2 entalpii.

- strumień powietrza

(11)

(12)

mg- strumień gazu [kg/s]

15

Znak ujemny, ponieważ ta moc jest odbierana z gazu.

Określenie sprawności turbosprężarki

Izentropowa sprawność sprężarki

Rys.7. Przemiany w układzie h-s

Wielkość entalpii h2,s może być określone na podstawie rysunku, h, s. Pokazano to na rysunku. 5 odbywa się to przez wykreślenie izentrop od h1 do izobar p2 i następnie na przecięciu izentropy z izobarą odczytać wartość entalpi h2,s.

(14)

(13)

16

Określenie mocy turbiny mocy

Aby obliczyć efektywną moc wyjściową turbiny mocy w odniesieniu do generowanej mocy elektrycznej na generatorze należy założyć sprawność generatora i przekładni pasowej na

poziomie ηηηηel = 74%.

Pel- moc generowana na zaciskach generatora [W]

Ponadto, mierzona moc musi być zredukowane do poziomu morza i temperatur 15 ° C, zgodnie z ISA- International Federation of the National Standardizing Associations, Międzynarodowa Federacja Narodowych Stowarzyszeń Normalizacyjnych.

T1,p1- temperatura i ciśnienie powietrza wprowadzonego do sprężarki.

Określenie sprawności energetycznej turbiny gazowej

Sprawność energetyczna jest to parametr określający efektywność wykorzystania paliwa, jest obliczana jako stosunek zużycia paliwa (be) odniesionego do 1kWe do wartość opałowa paliwa hu.

(15)

(16)

(17)

17

Określenie jednostkowe zużycie paliwa w turbinie gazowej

Jednostkowe zużycie paliwa jest obliczany na podstawie ilość paliwa dostarczanego i mocy użytecznej wyjściowej.

Określenie współczynnika nadmiaru powietrza

Współczynnik nadmiaru powietrza wyrażony jest jako stosunek ilość powietrza zasysanego do turbiny gazowej (rzeczywista ilość) a ilością powietrza, koniecznego do stechiometrycznego spalania paliwa. Ilość powietrza konieczna do spalania propanu wynosi :

2. Zasady BHP przy obsłudze stanowiska ET 792

Porażanie prądem Dotknięcie przewodów znajdujących się w otwartej skrzynce elektrycznej może spowodować porażenia prądem elektrycznym. Aby temu zapobiec należy: • odłączyć od zasilania skrzynkę przed otwarciem • jakiekolwiek prace powinny być wykonywane wyłącznie przez wykwalifikowanych elektryków. Wybuch gazu Może być spowodowany ulatnianie się gazu z butli lub przewodów doprowadzających gaz do stanowiska badawczego. Aby temu zapobiec należy: • nie naciskać żadnych przełączników elektrycznych. • zamknąć zawór gazu na butli gazowej lub • zamknąć główny na zawór gazu na panelu sterowania stanowiska • wcisnąć wyłącznik bezpieczeństwa (przycisk koloru czerwonego) Hałas Podczas pracy stanowiska zwłaszcza w układzie jako silnik odrzutowy poziom hałasu wynosi

(18)

(19)

18

<110 dB. Stąd też istnieje ryzyko uszkodzenia słuchu należy zatem: • założyć odpowiednie środki ochrony słuchu podczas pracy. Zagrożenie pożarem Gazy wylotowe wyprowadzone z turbiny gazowej osiągają temperaturę maksymalną 700 oC. Aby nie doprowadzić do pożaru należy: • nie dopuścić do kontaktu materiałów palnych z gorącą rurą wydechową • nie umieszczać materiałów palnych w strumieniu gazów spalinowych wyprowadzanych z

rury wydechowej. • minimalna odległość między materiałami łatwopalnymi a strumieniem spalin to 10m. • w przypadku wycieku oleju w turbinie, olej może zapalić się od gorącej obudowy turbiny.

Zagrożenie oparzeniem

W wyniku procesu spalania gazu generowane są spaliny o temperaturze dochodzącej do 700 0C powodując tym samym nagrzewanie wszystkich elementów metalowych odprowadzających spaliny do atmosfery. Pod żadnym pozorem nie wolno dotykać rozgrzanych elementów metalowych stanowiska oraz nie wolno wchodzić w strumień wyprowadzonych spalin do atmosfery ponieważ ich wysoka temperatura może doprowadzić do poważnego poparzenia ciała.

W razie jakiegokolwiek zagrożenia lub powstania sytuacji niebezpiecznej należy wcisnąć wyłącznik bezpieczeństwa. Wszelkie badania wykonywane na stanowisku doświadczalnym ET 792 mogą być prowadzone tylko pod

nadzorem przeszkolonego pracownika AGH.

19

3. Instrukcja

3.1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest określenie podstawowych wielkości charakteryzujących turbinę gazową pracującą w układzie mocy dla zmiennych zadanych parametrów pracy urządzenia ET792.

Opis stanowiska ET 792

3.1. Elementy składowe stanowiska

1. Woda chłodząca wlot wylot 2. Czujnik prędkości obrotowej generatora 3. Napinacz paska 4. Generator 5. Turbina mocy 6. Dysza wylotowa spalin w układzie pracującym jako silnik odrzutowy 7. Przewód łączący komorę spalania z turbiną mocy 8. Tłumik wydechowy 9. Rezystory hamujące 10. Wylot gazów spalinowych 11. Przewód do zasysania powietrza wraz z otworem pomiarowym

12. Tłumik dolotowy 13. Regulacja przepustnicy 14. Włącznik wentylatora 15. Port USB 16. Skrzynka 17. Zbiornik oleju

18. Filtr oleju 19. Termostat chłodnicy oleju 20. Sprężyna montażowa

21. Dysza gazowa 22. Świeca zapłonowa 23. Komora spalania 24. Czujnik prędkości

generowanego gazu

25. Generator gazu 26. Przetwornik siły 27. Rury odprowadzające olej

Rys.8. Schemat turbiny gazowej

20

3.2. Schemat procesu

1. Sprężarka 2. Turbina 3. Komora spalania 4. Tłumik wlotowy 5. Turbina mocy 6. Tłumik wydechowy 7. Główny zawór 8. Szybki zawór odcinający 9. Regulator ciśnienia

Urządzenie to zawiera kompletny układ turbiny gazowej. Składa się następujących komponentów: • Generator gazu składający się z sprężarki (1), turbiny (2), komory spalania (3) oraz wlotu powietrza z tłumikiem (4). • Turbina mocy (5) składa się z tłumika spalin (6) pasa napędowego generator, możliwe jest również zamontowanie dyszy wylotowej (układ z silnikiem odrzutowym) • System doprowadzania paliwa składający się z zaworu głównego (7), szybko działającego zaworu odcinający (8), regulatora ciśnienia (9), zaworu sterującego (10) i dyszy palnika. • Układ zapłonowy składa się ze świecy zapłonowej i transformatora zapłonowego • Układ smarowania składa się ze zbiornika (11), pompy oleju (12), filtru oleju (13), regulatora ciśnienia (14) i termostatycznie regulowanej chłodnicy oleju (15). • Generator (16) składa się z konwertera, rezystora do zrzutu mocy i wskaźnika zasilania. • System rozruchowy składa się z wentylatora rozruchowego (17) i regulatora przepustnic

10. Zawór sterujący 11. Zbiornik 12. Pompa oleju 13. Filtr oleju 14. Regulator ciśnienia 15. Chłodnica oleju 16. Generator 17. Włącznik wentylatora 18. Regulacja przepustnicy

Rys.9. Zasada działania turbiny ET 792

21

(18). • Przyrządy pomiarowe i sterujące temperaturą, prędkością przepływu, i ciśnienia. • Elementy bezpieczeństwa takie jak ograniczniki temperatury i ciśnienia oleju. Panel kontrolny

1. Przełącznik do tarowania 2. Główny zawór gazu 3. Regulator ciśnienia 4. Zawór gazu 5. Przycisk szybkiego zamykania 6. Przycisk zapłonowy 7. Przycisk włączający wentylator startowy 8. Pokrętło do zmiany przepływu powietrza na przepustnicy 9. Potencjometr do regulacji obciążania generatora 10. Główny wyłącznik 11. Awaryjny wyłącznik 12. Ciśnienie gazu zasilającego 13. Ciśnienie gazu w dyszy 14. Różnica ciśnień w komorze spalania 15. Ciśnienie przed turbiną napędzająca sprężarkę 16. Ciśnienie przed turbina mocy 17. Pomiar przepływ powietrza 18. Przepływ gazu 19. Wskaźnik ciśnienia oleju 20. Kontrolka zapłonu 21. Temperatura powietrza, gazu na wlocie do układu oraz temperatura powietrza za sprężarką 22. Temperatura spalin na wlocie do turbiny napędzającej sprężarkę

23. Temperatura spalin na wylocie z turbiny napędzającej sprężarkę i temperatura spalin na wylocie z turbiny mocy

24. Temperatura oleju 25. Prędkość obrotowa turbiny

napędzającej sprężarkę 26. Prędkość obrotowa turbiny

mocy 27. Moc na generatorze 28. Pomiar siły ciągu

Rys.10. Panel kontrolny

22

3.3. Opis głównych elementów turbiny gazowej 3.3.1. Generator gazu

Rys.11. Schemat generatora gazu

Podstawą układu jest generator gazu (spalin) składa się on z turbiny osiowej bezpośrednio połączonej z osiową sprężarką (na wspólnym wale) i z komory spalania. Powietrze ze sprężarki 1 przed wprowadzeniem do komory spalania 3 jest spowalniane w dyfuzorze 8. Część powietrza jest odprowadzona pozostała część doprowadzona jest z przodu przez rurki 3 do wnętrza komory. Główne powietrze zużywane jest jako utleniacz paliwa. Powietrze to kierowane jest do generatora turbulencji 7 jego zadaniem jest wprowadzenie powietrza w ruch obrotowy jednocześnie spowalniając go po to aby paliwo (propan) wstrzykiwany przez dysze 6 mógł palić się stabilnym płomieniem. Komora spalania (rura) chłodzona jest od zewnątrz powietrzem wtórnym wprowadzanym przez otwory 2 powodując tym samym schłodzenie wylatujących gazów z komory do temperatury 600 ... 900 ° C. Świeca zapłonowa 5 służy do zapalania mieszanki powietrzno gazowej używana jest ona tylko w momencie rozruchu instalacji. Z komory spalania gazy spalinowe kierowane są na turbinę osiową 1 (prędkość obrotowa 60000-125000 rpm) która napędza sprężarkę 9. Spaliny opuszczające turbinę 1 są schłodzone do temperatury około 700 ° C gdzie następnie są kierowane na turbinę mocy napędzająca generator lub też wyprowadzone są z instalacji z pominięciem generatora przez dyszę wylotową (układ z silnikiem odrzutowym).

1. Turbina osiowa 2. Otwory 3. Komora spalania 4. Rurki w komorze

spalania 5. Świeca zapłonowa 6. Dysze zapłonowe 7. Generator turbulencji 8. Dyfuzor 9. Sprężarka osiowa 10. Wał

23

Rys.12. Schemat działania zwartego układu sprężarki z turbiną

3.3.2. Turbina mocy i generator

Gazy spalinowe z turbiny napędzającej sprężarkę kierowane są na turbinę mocy, która poprzez pasek napędowy z przekładnią 1:11 napędza generator. Maksymalna prędkość obrotowa turbiny mocy wynosi 35000 rpm co przekłada się na maksymalną prędkość obrotowa generatora 3180 rpm generując tym samym maksymalnie 1.5 kW mocy elektrycznej. Generowana moc jest rozpraszana w rezystorach.

3.3.3. Silnik odrzutowy

W pracy jako silnik odrzutowy, gazy spalinowe są wyprowadzone przez dyszę wylotową (1) i jednocześnie przyspieszone. Ponieważ generator gazu jest zamontowane elastycznie (2), siła ciągu może być mierzone za pomocą elektrycznego czujnika siły ciągu.

a- wylot gazów spalinowych b- turbina osiowa c- wlot oleju smarowego d-łożysko ślizgowe e-wylot sprężonego powietrza f- uszczelniacz g- sprężarka osiowa h- powietrze wlotowe i- wał j- wylot oleju smarowego k- wlot gazów spalinowych

Rys.13. Turbina gazowa w układzie z turbiną mocy

24

3.3.4. Układ paliwowy

W stanowisku ET792 do spalania wykorzystywany jest propan. Przy niższej różnicy ciśnień pomiędzy ciśnieniem gazu a ciśnieniem na dyszy następuje automatyczne zmniejszenie dopływu gazu. Instalacja podawania paliwa wyposażona jest w główny zawór gazowy następnie czujnik pomiaru ciśnienia, który wskazuję ciśnienie w butli następnie zawór odcinający szybkiego działania, który zamyka instalacje natychmiast w przypadku niebezpiecznych stanów pracy. Kolejnym elementem jest w zawór regulujący ciśnienie w dyszy, które jest mierzone a pomiar jest przedstawiony na wyświetlaczu. Ilość gazu wprowadzonego do komory jest mierzona na przepływomierzu. Przepływomierz wyposażony jest regulator przepływu paliwa do spalania.

3.3.5. Układ smarowania

Olej do smarowania jest zmagazynowany w zbiorniku stąd też przy wykorzystaniu pompy oleju napędzanej silnikiem elektrycznym przepompowywany jest przez filtr i chłodnice oleju do turbiny. Ze względów bezpieczeństwa max. ciśnienie w instalacji wynosi 3 bar minimalne ciśnienie 1,5 bar maksymalna temperatura oleju 100 0C. Poniżej i powyżej wartości min. i max. następuje automatyczne wyłączenie stanowiska. Przepływ wody przez chłodnice oleju jest uzależniona od temperatury oleju. 3.3.6. Uruchamianie i układu zapłonu

System składa z wentylatora i układu z tłumikiem. Przy rozpoczęciu pracy turbiny gazowej do komory spalania doprowadzone jest niezbędne powietrze generowane w wentylatorze rozruchowym, który zastępuje sprężarkę (niedostateczna moc). Gdy turbina osiągnie określoną minimalną prędkość obrotową ,sprężarka przejmuje funkcje wentylatora, który może być wyłączony. Układ zapłonowy składa się z świecy zapłonowej i transformator zapłonu. Układ zapłonowy jest obsługiwany za pomocą przycisku. Układ zapłonowy musi być obsługiwany aż do zapłonu gazu w komorze spalania. Po osiągnięciu temperatury 500 ° C gazów spalinowych, zapłon może być wyłączony.

Rys.14. Wentylator rozruchowy wraz z układem przepustnic

25

4. Procedura uruchomienia turbiny ET 792

4.1. Przygotowanie do rozruchu turbiny

Przed uruchomieniem turbiny gazowej należy: • Sprawdzić poziom oleju. UWAGA

W tym celu zdjąć poszycie tylnej obudowy i sprawdzić poziom oleju w zbiorniku oleju za pomocą miarki. Jeśli poziom oleju jest zbyt niski, należy dolać odpowiedni olej. Nie przepełniać zbiornika. Następnie zamknąć tylny panel. • Otworzyć zawór butli gazu z propanem. UWAGA Po podłączeniu butli z gazem należy sprawdzić szczelność połączenia.

• Podłączyć wodę chłodząca do chłodnicy oleju oraz odprowadzić wodę z układu chłodniczego

Należy zapewnić przepływ wody chłodniczej na poziomie 3 -5 dm3 / min. • Ustawić potencjometr obciążenia generatora na zero. • Włączyć wyłącznik główny. • Sprawdź poprawność działania wszystkich czujników pomiarowych (odczyt na wyświetlaczu) • Otworzyć zawór główny gazu i skontrolować ciśnienie

W zależności od temperatury gazu ciśnienie powinno być pomiędzy 3bar i 15bar. Turbina gazowa jest teraz gotowy do użytku. 4.2. Procedura rozruchowa turbiny gazowej Jest to typowe procedura dla wszystkich turbin gazowych różnice jakie mogą być przy uruchamianiu różnych turbin gazowych wynikają z ich stopnia automatyzacji. Poniżej przedstawiono schematycznie procedurę rozruchową.

26

Rys.15. Schemat procedury rozruchowej turbiny gazowej

Rozruch turbiny gazowe

1. Ustawić potencjometr obciążenia generatora (9) na zero.

2. Zamknąć zawór regulacyjny gaz (4).

3. Przełączenie przepustnicy (8) w pozycji umożliwiającej rozruch wentylatora startowego

pozycja On.

4. Włączyć wentylator rozruchowy (7).

5. Sprawdzić czy wskaźnik ciśnienia oleju lampka (19) się świeci.

6. Prędkość obrotowa turbiny napędzającej sprężarkę n1 (24) wzrasta.

27

Wniosek. Komora spalania jest wentylowane.

7. Ustawić potencjometr obciążenia generatora (9) w taki sposób aby prędkość obrotowa

turbiny mocy wynosiła 10000 - 12000rpm.

W ten sposób turbina jest równomiernie rozgrzana i generator chronione.

8. Po około 10 s, należy włączyć przycisk zapłonu (6).

9. W tym samym czasie należy powoli zwiększać przepływ gazu (18) przy użyciu zaworu

regulacyjnego gazu (4) w momencie zapłonu następuje wzrost temperatury T3 (22).

10. Przycisk zapłonu pozostawić wciśnięty aż do momentu gdy temperatura na wejściu do

turbiny osiągnie temperaturę nie większą niż T3 = 500 ° C (22). Po osiągnięciu wymaganej

temperatury należy zwolnić przycisk zapłonu (6).Lampki kontrolne (20) i (5) świeci się.

Uwaga

Jeśli przycisk zapłonu jest zwolniony poniżej temperatury 500 °,zawór szybkiego

działania odcina dopływ gazu ponieważ układ kontrolny stwierdza że zapłon nie

powiódł się i procedurę rozruchową należy powtórzyć. Przed przystąpieniem do

ponownego rozruchu należy przewietrzyć komorę spalania przez okres 10 s.

11. Aby układ mógł pracować w systemie samopodtrzymującym należy tak wyregulować

prace turbiny gazowej poprzez dopływ mieszanki gazu do komory spalania aby prędkość

obrotowa turbiny napędzającej sprężarkę n1 (25) wynosiła n1 = 70.000rpm.

Uwaga

Maksymalna temperatura gazu na wejściu do turbiny T3 wynosi 1000 ° C.

Maksymalna prędkość obrotowa n1=125000 rpm

Jeżeli nastąpi przekroczenie maksymalnych wartości turbina zostanie wyłączona

automatycznie

12. Przy osiągnięciu prędkości obrotowej n1 = 70,000 rpm,(25) należy ustawić przepustnicę

(8) w pozycji Off.

Uwaga

Jeśli pr ędkość obrotowa spadnie gwałtownie oznacza to parametry gazów spalinowych

wlotowych do turbiny są zbyt niskie. Należy zatem otworzyć przepustnicę (8) w pozycji

ON i ponownie przyspieszyć do 70 000rpm z nieznacznym zwiększeniem przepływu

gazu do komory spalania.

Uwaga

Jeżeli powietrze doprowadzone z wentylatora rozruchowego jest wyłączone a prędkość

obrotowa jest mniejszą niż 70.000 rpm, nie ma możliwości uruchomienia turbiny nawet

przy zwiększonym przepływie gazu do komory spalania.

28

13.Jeżli praca turbiny jest ustabilizowana należy wyłączyć wentylator rozruchowy (7).

14. Regulacja pracy turbiny mocy (26). Moc generowana jest za pomocą asynchronicznego

generator połączonego z turbiną mocy. Regulacja obciążenia generatora realizowana jest przy

wykorzystaniu potencjometra obciążenia generatora (9). W trybie generatora bieżąca mocy

elektryczne Pel możne być odczytywana na wyświetlaczu mocy (27).

Prędkość obrotowa turbiny mocy n2 jest wyświetlana na wyświetlaczu (26).

UWAGA

Maksymalna moc generatora 1,5 kW przy maksymalnych obrotach turbiny mocy

n2=30.000 rpm przez okres t <1 min.

Ciągła moc wyjściowa zgodnie z DIN 6271A wynosi 1,25 kW. Ta moc może być

przekroczone o 20% na 0,5 h/12h.

Procedura wyłączenia turbiny

1. Ustawić potencjometr (9) obciążenia turbiny na 0.

2. Powoli zmniejszać dopływ gazu do komory spalania w celu zmniejszenia temperatury

gazów wylotowych do około 600 OC.

3. Wcisnąć przycisk szybkiego odcięcia przepływu gazu do turbiny (5)

4. Należy ustawić przepustnicę (8) w pozycji On i włączyć wentylator startowy

przyciskiem (7) w celu schłodzenia układu i przedmuchania instalacji.

Okres chłodzenia około 2 - 3 min.

5. Zamknąć główny zawór gazu (2) i wyłączyć urządzenie

z wyłącznika główny (10).

5. Przebieg ćwiczenia – pomiary

5.2. Wpływu zmiany ilości podawanego paliwa na parametry pracy turbiny gazowej

Zadaniem ćwiczenia jest wyznaczenie podstawowych wielkości charakteryzujących turbinę gazową w tj. sprawność cieplna, sprawność teoretyczna obiegu idealnego turbiny gazowej moc sprężarki, moc turbiny w zależności od ilości podawanego paliwa do komory spalania. Pomiar realizowany będzie dla 5 różnych strumieni gazu.

Numer pomiaru 1 2 3 4 5

Przepływ gazu mg [g/s]

Temperatura gazu TG [C0]

Temperatura powietrza przed wlotem do sprężarki T1 [C

0]

Ciśnienie powietrza

29

przed wlotem do sprężarki p1 [bar] Wartość entalpii h1 [kJ/kg]

Temperatura powietrza wylotowego z sprężarki T2 [C

0]

Ciśnienie powietrza wylotowego z sprężarki p2 [bar]

Wartość entalpii h2 [kJ/kg]

Wartość entalpii h2s [kJ/kg]

Strata ciśnienia w komorze spalania p2-p3 [mbar]

Temperatura gazu przed wlotem do turbiny T3 [C

0]

Ciśnienie gazu przed wlotem do turbiny p3 [bar]

Wartość entalpii h3 [kJ/kg]

Temperatura gazu przed wlotem do turbiny mocy T4 [C0]

Ciśnienie gazu przed wlotem do turbiny mocy p4 [bar]

Wartość entalpii h4_2 [kJ/kg]

Temperatura gazu wylotowego z turbiny mocy T5 [C0]

Ciśnienie gazu wlotowego z turbiny mocy p5 [bar]

Wartość entalpii h5 [kJ/kg]

Przepływ powietrza ma [dm3/s]

Przepływ powietrza ma[kg/s]

Moc elektryczna generowana na zaciskach generatora Pel [W]

30

Prędkość obrotowa turbiny napędzającej sprężarkę n1 [1/min]

Prędkość obrotowa turbiny mocy n2 [1/min]

Wielkości charakteryzujące turbinę gazową

Sprawność teoretyczną obiegu idealnegoηηηη

�

[%] wzór(5)

Sprawność cieplna ηηηη

��� [%] wzór(7)

Moc przekazywana do gazu przez sprężarkę Pt [W] wzór(11)

Moc przekazywana od gazu w turbinie gazowej do napędu sprężarki PGT [W] wzór(12)

Sprawność turbosprężarki ηηηη

��

[%] wzór(13)

Izentropowa sprawność sprężarki ηηηη

,",# [%] wzór(14)

Określenie efektywnej mocy turbiny mocy PTe [W] wzór(15)

Zredukowana efektywna moc turbiny mocy PTred [W] wzór(16)

Sprawności energetycznej turbiny gazowej ηηηη

$

[%] wzór(17)

Jednostkowe zużycie paliwa w turbinie gazowej be

[kg/kWh] wzór(18)

31

5.3. Opracowanie wyników Grupa ćwiczeniowa dostaje wyniki w formie danych cyfrowych celem

zaimportowania do programu umożliwiającego ich dalszą obróbkę np. MS Excel, Matlab.

Opracowanie graficzne powinno zawierać:

• Tabele z punktu 5.1 z wprowadzonymi wartościami • Porównanie na jednym wykresie wielkości charakteryzujących turbinę gazową

z punktu 5.2 (ηηηη�, ηηηη

���, ηηηη

��, ηηηη

,",#,ηηηη

$odniesione do mg ) celem pokazania

wpływu zmiany zużycia gazu na ich wartości. • Porównanie na jednym wykresie wielkości charakteryzujących turbinę gazową

z punktu 5.2 ( Pt, PGT, PTe, PTred odniesione do mg)celem pokazania wpływu zmiany zużycia gazu na ich wartości.

• Przedstawienie na jednym wykresie zmianę sprawności teoretycznej ηηηη�

odniesionej do ᴨᴨᴨᴨ=p2/p1 • Przedstawieni na jednym wykresie wpływu mg na be • Przedstawienie na jednym wykresie wpływu zmiany temperatury T3 na

sprawności teoretycznejηηηη�

5.4. Sprawozdanie

Sprawozdanie wykonane odręcznie bądź komputerowo w grupach 3 osobowych, powinno zawierać:

• Tabelę informacyjną (zgodnie z załącznikiem do instrukcji), • Cel ćwiczenia, • Schemat stanowiska pomiarowego, • Opracowanie wyników pomiarów zgodnie z wytycznymi punktem 5.3, • Wnioski wynikające z przeprowadzonego ćwiczenia (interpretacja wykresów, danych,

własne uwagi i spostrzeżenia)

Literatura:

1. Gnutek Z., Kordylewski W.: Maszynoznawstwo energetyczne, Oficyna Wyd. Pol. Wrocławskiej, 2003 2. Chmielniak T.: Maszyny Przepływowe, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 1997 3. Gundlach E.: Podstawy maszyn przepływowych i ich systemów energetycznych, WNT, Warszawa, 2007 4. Górski J.: Turbiny parowe i gazowe, w: Energetyka Cieplna – Poradnik, Wyd. TARBONUS, Kraków, 2008 5. Chodkiewicz Nixon.: Ćwiczenia projektowe z turbin cieplnych (+CD), WNT, Warszawa, 2008 6. Perycz S.: Turbiny parowe i gazowe, Ser.: Maszyny Przepływowe t.10, Wyd. PAN, Wrocław, 1992 7. Dixon S.L., Hall C.A.: Fluid Mechanics and Thermodynamics of Turbomachinery. Elsevier, Oxford, 2010