Анализ влияния состава газового топлива на показатели эффективности авиационного газотурбинного двигателя тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.07.05, кандидат технических наук Гулина, Светлана Анатольевна

• Гулина, Светлана Анатольевна
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Гулина, Светлана Анатольевна

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА О ПРИМЕНЕНИИ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ТОПЛИВ ДЛЯ АВИАЦИОННЫХ ГТД

1Л Использование альтернативных топлив для авиационных ГТД

1Л Л Перспективы использования топливного газа для

авиационных ГТД

1Л .2 Основные направления и проблемы использования

авиационных ГТД в наземных условиях

1.2 Расчет циклов ГТД

1.2.1 Расчет идеальных циклов ГТД

1.2 Л Л Расчет идеального цикла ГТД с подводом теплоты

прир=сопз1 (цикл Брайтона)

1.2.1.2 Расчет идеального цикла ГТУ с

регенерацией теплоты

1.2.2 Расчет действительных циклов ГТД

1.3 Результаты исследований для натурных ГТД различных типов

1.4 Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА РАЗЛИЧНЫХ

СХЕМ ГТД, РАБОТАЮЩИХ НА ГАЗОВОМ ТОПЛИВЕ

2.1 Обоснование необходимости учета переменности

свойств рабочего тела ГТД

2.1.1 Алгоритм расчета свойств рабочего тела

2.1.2 Алгоритм термодинамического расчета с использованием термодинамических параметров рабочего тела для

72

продуктов сгорания газового топлива

2.2 Методика термодинамического расчета ГТД различных схем

с использованием разработанного алгоритма

2

2.2.1 Методика расчета ТРДД и ТВаД

2.2.2 Методика расчета конвертируемых для работы в

7R

наземных условиях авиационных ГТД

2.3 Анализ результатов расчета ТРДД и ТВаД для различных

Я?

составов газового топлива

2.4 Анализ и выводы по результатам расчетов

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО ЦИКЛА ГТД В СОСТАВЕ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА

3.1 Описание экспериментальной установки на базе газотурбинного двигателя MS-5002

3.1.1 Схема теплотехнических измерений

экспериментальной газотурбинной установки

3.1.2 Контрольно-измерительные приборы

3.2 Анализ точности определения тепловых испытаний

3.3 Расчет параметров установки, результаты исследования

3.3.1 Определение мощности методом теплового баланса

3.3.2 Определение мощности на муфте

методом «ГТУ- Нагнетатель»

3.3.3 Определение мощности методом измерения крутящего момента на силовом вале с помощью торсионного вала

3.4 Анализ результатов экспериментального исследования

ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОГО АЛГОРИТМА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА НА ОСНОВЕ УЧЕТА ТЕПЛОФИ-ЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ТЕЛА ГТД ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЕГО ЭФФЕКТИВНОСТИ

4.1 Исследование термодинамических циклов ГТД с использованием энергетического метода исследования

4.1.1 Энергетический расчет конвертируемых для

наземного применения авиационных ГТД

4.1.2 Анализ влияния начальных параметров цикла на эффективность привода конвертируемых авиационных ГТД

4.2 Эксергетический метод исследования термодинамических

циклов ГТД

4.2.1 Эксергетический анализ для наземных ГТД,

работающих на природном газе

4.2.2 Оценка эффективности приводных ГТД, работающих

на природном газе

4.3 Выводы по результатам энергетического и эксергетического

методов анализа

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ: Акты внедрения результатов работы

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

т К температура;

р Па давление;

к Дж/кг удельная энтальпия

е Дж/кг удельная эксергия

Дж/кгК энтропия

в кг/с массовый расход;

кг удельный расход

Се кВт • ч

/иЯ Дж/кмолъК мольная газовая постоянная

Я Дж/кгК газовая постоянная;

ср Дж/кгК удельная массовая теплоемкость;

м - число Маха;

к - показатель изоэнтропы;

п - показатель политропы;

V о м /кг удельный объём;

Р кг/м плотность

7ГК - степень повышения давления;

7ГТ - степень понижения давления;

^¿5 - относительное давление

Ь Дж/кг удельная работа

С м/с скорость;

N Вт мощность;

п об/с частота вращения;

т - степень двухконтурности

а - коэффициент избытка воздуха

Т - степень подогрева

г - степень регенерации

V - коэффициент полезного действия;

а кг/кг относительная влажность

л приведенная скорость

б Дж теплота

К Дж/кг удельная, полезная работа цикла

Б 2 М площадь

Б м диаметр

Н м высота полета

^гидр - коэффициент потерь полного давления

- коэффициент изменения массы

¿0 - стехиометрический коэффициент

Ъ - коэффициент сжимаемости

СОКРАЩЕНИЯ

АД - авиационный двигатель;

ГПА - газоперекачивающий агрегат;

ГТД - газотурбинный двигатель;

ГТ - газообразное топливо;

ГТУ - газотурбинная установка;

КС - камера сгорания;

КПД - коэффициент полезного действия;

ОК - осевой компрессор;

СТ- свободная турбина;

ТВД - турбина высокого давления;

ТНД - турбина низкого давления;

ЦБН - центробежный нагнетатель;

КЦ - компрессорный цех;

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Анализ влияния состава газового топлива на показатели эффективности авиационного газотурбинного двигателя»

ВВЕДЕНИЕ

Авиационные двигатели являются наукоёмким высокотехнологичным продуктом, аналогов которому среди других изделий машиностроения практически нет. В развитых странах на долю авиации приходится около 30% годового расхода топлива для всех видов транспорта. Поэтому, с учётом снижения нефтяных запасов, становится актуальным применение в авиации альтернативных видов топлива, обладающих большими ресурсами, меньшей стоимостью и обеспечивающих лучшие экологические характеристики ГТД. Проведённые ОАО «Кузнецов» и ОАО «Туполев» технико-экономические исследования показали высокую эффективность применения газового топлива для двигателей самолетов. При переходе с керосина на сжиженный природный газ концентрация окислов азота в выхлопных газах падает на 30%, массовый выброс Ж)х сокращается на 10%, что позволит сжигать "бедные" смеси и уменьшать вредные выбросы в 1,5-2,0 раза. Использование водорода в качестве топлива ГТД снижает эксплуатационные расходы до 30% по отношению к керосину. Кроме того, в настоящее время природный газ широко используется в наземных газоперекачивающих установках на базе конвертированных авиационных двигателей. Для анализа термодинамического цикла авиационного двигателя, переведённого на газовое топливо, необходимо решить комплекс проблем, связанных с учётом влияния свойств рабочего тела на параметры эффективности ГТД в зависимости от состава газового топлива. Поэтому получение достоверных значений термодинамических параметров двигателя на основе уточнённого термодинамического расчета на начальном этапе перевода ГТД на газовое топливо является актуальной задачей.

Объект исследования: Газотурбинные двигатели и газотурбинные установки, работающие на газообразном топливе, определенного состава.

Предмет исследования: термодинамические циклы ГТД, и их характеристики.

Цель исследования заключается в повышении эффективности ГТД, работающего на газовом топливе. Поставленная цель достигается путем решения следующих задач:

1. Разработка алгоритма и программы расчёта теплофизических параметров рабочего тела ГТД с учётом точного состава топливного газа.

2. Анализ изменения теплофизических параметров рабочего тела ГТД в зависимости от типа газового топлива.

3. Разработка методики и программы расчёта термодинамического цикла ГТД на основе уточнённого определения теплофизических параметров рабочего тела.

4. Анализ показателей эффективности ГТД в зависимости от состава топливного газа.

5. Оценка адекватности созданной методики термодинамического расчёта ГТД, с учётом изменения теплофизических свойств рабочего тела.

6. Повышение эффективности использования авиационного ГТД в качестве механического привода на основе энергетического и эксергетического методов исследования.

Методы исследования базируются на фундаментальных закономерностях технической термодинамики, теории горения, методах математического моделирования термодинамических процессов ГТД, использовании натурных экспериментальных исследований двигателей, энергетического и эксергетического анализа параметров ГТД.

Достоверность и обоснованность результатов и выводов диссертационной работы достигаются: корректным использованием методов математического моделирования процессов работы ГТД и сравнением с результатами исследований отечественных и зарубежных авторов; апробацией разработанной методики и программы путём сравнения результатов расчёта с полученными экспериментальными данными натурных испытаний ГТД, работающего на природном газе определенного состава; сравнение результатов расчётов ГТД, выполненных по программе, разработанной автором и в

8

программном комплексе «Астра», основанном на другой математической модели, дало расхождение полученных характеристик ГТД в пределах 1%.

Апробация работы. Материалы исследований и основные результаты диссертационной работы докладывались на заседаниях кафедры «Оборудование и эксплуатация газопроводов» ВПО УрФУ (2009, 2010, 2011г.), на VII Всероссийской научно-практической конференции «Процессы горения, теплообмена и экология тепловых двигателей», (СГАУ, октябрь 2010 год), на заседаниях кафедры теплотехники и тепловых двигателей СГАУ (сентябрь 2011г.), в ОАО «Кузнецов».

Автор защищает:

1.Алгоритм, программу и методику уточнённого расчета теплофизиче-ских параметров рабочего тела ГТД, работающего на газовом топливе.

2. Результаты анализа изменения теплофизических параметров рабочего тела ГТД в широком диапазоне состава топливного газа и коэффициентов избытка воздуха.

3. Результаты исследования термодинамических циклов для дозвуковых ТРДД со смешением потоков и ТВаД, использующих в виде топлива водород, попутный нефтяной и природный газы. Анализ изменения параметров эффективности ГТД при переводе его на газовое топливо соответствующего состава.

4. Уравнения и коэффициенты влияния параметров конвертированных авиационных ГТД на эффективность привода с учётом состава топливного газа.

5. Результаты обобщённой оценки эффективности ГТД и модель построения области его оптимальных параметров на основе энергетического и эк-сергетического методов исследования.

Научная новизна

1. Разработана математическая модель расчёта параметров ГТД, учитывающая переменность теплофизических свойств рабочего тела в зависимо-

сти от процентного содержания основных компонентов и примесей топливного газа (СтН„; Н28; С02; 02; СО; Н2; Н20; N2).

2. Разработаны алгоритм и методика расчёта термодинамического цикла ГТД, позволяющие получить более точные данные параметров ГТД за счёт использования точных составов топливного газа.

3. Проведены исследования термодинамических циклов различных схем авиационных ГТД с учётом влияния на их термодинамические показатели свойств рабочего тела в зависимости от состава топливного газа и включённых в него примесей, что позволяет повысить эффективность использования газового топлива в ГТД.

4. Определены коэффициенты влияния параметров цикла с учётом состава топливного газа на эффективность привода для перспективных схем авиационных ГТД.

5. С помощью созданной математической модели уточненного учета теплофизических параметров рабочего тела проведен энергетический и эк-сергетический анализ ГТД для выбора оптимальных параметров при конвертировании авиационного двигателя для различных климатических условий эксплуатации.

Практическая ценность:

1. Создана математическая модель учёта теплофизических параметров продуктов сгорания топливного газа, которая обеспечивает получение более точных данных показателей эффективности ГТД, позволяет оценить эффективность его перевода на определенный вид газообразного топлива и спрогнозировать изменение его характеристик.

2. Разработаны алгоритм и программа уточнённого определения теплофизических параметров рабочего тела ГТД для широкого диапазона составов топливного газа, которые могут быть использованы при разработке технических предложений по адаптации ГТД под нетрадиционные виды топлива (попутный газ, биогаз, доменный газ).

3. Определены значения показателей эффективности ГТД хорошо согласующихся с экспериментальными данными за счёт учёта точного состава топливного газа (погрешность рассчитанных значений не превышает 2%), что позволяет выполнять термодинамический расчёт цикла как для вновь создаваемых двигателей, так и для двигателей, находящихся в эксплуатации.

4. Разработанная методика и программа термодинамической оценки параметров ГТД применима для мониторинга характеристик приводных ГТД, находящихся в эксплуатации с целью повышения их эффективности при работе на газовом топливе.

Внедрением результатов работы является использование программы расчёта в проектной разработке ОАО «Кузнецов» по адаптации энергетической ГТУ под нетрадиционные виды топлива (попутный газ, биогаз, доменный газ и др.), в производственной деятельности инженерно-технического центра (Краснотурьинский участок) ООО «Газпром трансгаз Югорск» для оценки мощности и текущего технического состояния ГПА-025И на базе ГТД М8-5002 во время эксплуатации с учетом наработки. Методика термодинамического расчета ГТД на газовом топливе внедрена в учебный процесс ФГАУ ВПО Уральский федеральный университет, и ФГБОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва» (национальный исследовательский университет) (СГАУ).

Работа выполнена на кафедре теплотехники и тепловых двигателей федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва» (национальный исследовательский университет) (СГАУ).

Заключение диссертации по теме «Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов», Гулина, Светлана Анатольевна

4.3 Выводы по результатам энергетического и эксергетического методов анализа

Для оценки работоспособности технической системы реальных ГТД используются энергетический и эксергетический методы исследования. Совмещенный метод эксергетического и энергетического анализа, позволяет оценить величину влияния термодинамической эффективности ГТД, использующего в виде топлива природный газ, и осуществить объективный выбор параметров цикла. С одной стороны определяется суммарная потеря работы, в следствии необратимости реального теплового процесса в ГТД, с другой -потеря работоспособности в ГТД от заданного состояния рабочего тела до полного термодинамического равновесия его с окружающей средой. Подобная оценка актуальна, в зависимости от местности эксплуатации ГТД с различными среднегодовыми температурами окружающей среды. На базе разработанного алгоритма проведен анализ параметров эффективности реальных ГТД:

1. В зависимости от содержания метана от 98%-84%, которое определяется месторождением природного газа, изменение удельной мощности силовой турбины составляет от 1% до 2%. Разница в удельном расходе топлива составила в среднем 12% в диапазоне л£ = 6 . 30 и температуры газа перед турбиной Тг = 1000 . 1600/Г. Для эффективного КПД цикла это различие составило менее 1%. Рассчитанные значения параметров реальных ГТД хорошо согласуются с их эксплуатационными данными.

2. Оценены предельные возможности ГТД, созданных на базе ТВаД и ТРДД, работающих на природном газе в наземных условиях. В приводных ГТД на базе ТВаД простого цикла (схема 1) максимально достигаемое значение КПД (до 45%), можно получить при освоении высоких параметров цикла, которые снижают ресурс установки, а для привода ГПА это является определяющим фактором. С введением регенерации тепла по классической схеме (схема 2) уменьшается удельная мощность свободной силовой турбины, так как возрастают гидравлические потери отр1, изменение ЗЫеуд составляет 5Ыеуд = [(к18 — 1)к17]батр1, (снижение на 2%-3%). Увеличивается эффективного КПД цикла 8т] е = (к15 - 1)/с309г7 по сравнению с простым циклом. Значения 7г£ при которых эффективный КПД достигает максимума смещаются в сторону меньших значений л^ор1: Использование в ГТД регенерации теплоты позволяет получить установку с высоким значение г]е <0,5 при реальных параметрах цикла л^ = 12,5, температуре перед турбиной Тг = 1400 . 1600 К и степени регенерации от 0,80 до 0,86.

3. Для приводных ГТД, созданных на базе ТРДД, со ступенями свободной турбины, раздельно работающими на внешний и внутренний (схема 3), удельную мощность свободной турбины установки снижается в к21 = раз. Отсутствие регенератора приводит к снижению КПД установки в области 50% при придельных параметрах цикла (в сравнении с приводными ГТД на базе ТВаД). Рассчитав численные значения коэффициентов влияния степени понижения давления в первой ступени СТ - дл*т1 и теплоперепада в ТНД- д/1тнд на работу ступеней СТ ЬстП и Ьст1 получили , что увеличение на 1% энтальпии за ТНД НТНД увеличивает и на столько же Ьсг11, а Ьст1 уменьшается на [— (2к24 — 1)(1 — к22)к17] % (это меньше 1%), притом с ростом степени регенерации коэффициент снижения Ьст1 еще больше уменьшается и эффективность привода увеличивается. Увеличение дл*г1 на 1% приводит к повышению Ьст1 на 0,5%, а Ьст11 снижается на 0,7%. Следовательно, во внутреннем контуре меньше мощности отдается ТНД, этот факт приводит к снижению лвен11, что дополнительно также снижает 1ст// на 0,35%. С уменьшением степени расширения на первой ступени л*т1 СТ и степени сжатия в вентиляторе возрастает влияние потерь давления в теплообменнике на эффективный КПД (для схемы 4). При параметрах цикла л^> 30, температуре перед турбиной Тг = 1600К и степени двухконтурности 0,5 с ведением регенерации в схему 3 значение эффективного КПД увеличилось в среднем на 14,5 % и полезной работы на 13,2%. В рассматриваемых условиях, при г = 0,8 двухконтурный газогенератор с регенерацией тепла в потоке наружного контура экономичнее ТРДД без регенерации при тех же значениях 7г|-, в среднем наЮ-13%.

4. На основе энергетического и эксергетического методов исследования, с помощью разработанного алгоритма для конкретного состава рабочего тела рассчитаны эффективный и эксергетический КПД установки, разработан алгоритм обобщенной оценки эффективности реально существующих ГТУ, и определена область оптимальных параметров для ГТД, использующегося в качестве привода для конкретных условий эксплуатации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основе теоретических и экспериментальных исследований разработан алгоритм учета, методика и программа расчета теплофизических параметров рабочего тела ГТД, работающего на газообразном топливе. В результате проведенных исследований решена актуальная, практически важная задача повышения эффективности ГТД, работающих на газовом топливе. При этом получены следующие результаты и выводы:

1. Разработан алгоритм и программа уточнённого расчёта теплофизических параметров рабочего тела ГТД в зависимости от процентного содержания основных компонентов и примесей топливного газа (СтНп; Н28; СО2; 02; СО; Н2; Н20; Ы2). Составлена методика расчёта теплофизических параметров для различных схем ГТД.

2. Учитывая состав компонентов и примесей газового топлива, проведён сравнительный анализ рассчитанных теплофизических показателей рабочего тела. Установлено, что для природного газа в зависимости от месторождения, Щ изменяется в среднем на 27%, а Ь() на 22%. Эти показатели определяют значение коэффициента избытка воздуха а и работоспособности рабочего тела (щш, 1лксм, Я и 6). Так, например, при а-1 изменение Я достигает 7%, а для более бедных смесей - до 2%.

3. Разработана методика и программа расчёта термодинамического цикла ГТД на основе уточнённого определения теплофизических параметров рабочего тела.

4. Исследованы термодинамические циклы ГТД и установлено, что значение параметров эффективности как ТРДД, так и ТВаД, определяются не только теплотой сгорания топлива, но зависит от состава топлива. Для ТВаД, в зависимости от месторождения природного газа, изменение в среднем составляет 4-5%, а Ые уд -2%.

5. На основе экспериментального исследования проведено сравнение расчётных параметров с результатами натурных испытаний ГТД, работающего на природном газе определенного состава. Разница между ними составила от 0,5% до 1,8% для исследуемых режимов работы ГТД.

6. Для конвертирования ТРДД без изменения силовой схемы установки получены уравнения и рассчитаны численные значения коэффициентов влияния параметров цикла на эффективность привода. Изменение параметров цикла в диапазоне не более 5% оказывает следующее влияние на работу ступеней свободной турбины Ь^и и LCTj. Установлено, что увеличение д на 1% ведёт к росту LCT// на 1%, и к снижению LCT/ на величину меньше 1%. Увеличение 7Тст/ на 1% приводит к повышению LCT/ на 0,5%, a LCTlI снижается на 0,7%. Этот факт приводит к снижению пвен11 и дополнительно снижает ЬстП на 0,35%.

7. На основе энергетического и эксергетического методов исследования разработан алгоритм оценки эффективности приводного ГТД. Использование эксергетического метода уменьшает область выбора параметров цикла (7г£, Т*) до линии Г]э= max для которой величина эксергии, преобразованной в механическую работу цикла, максимальна и потери эксергии наименьшие.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Гулина, Светлана Анатольевна, 2011 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Абрамов В.И., Чижов В.В. Основы проектирования и расчёта стационарных ГТУ. - М.: Издательство МЭИ, 1998. - 545 с.

2. Акимов В.М., Бакулев В.И., Курзинер Р.И., Поляков В.В., Сосунов В.А., Шляхтенко С.М. Теория и расчет воздушно-реактивных двигателей. - М.: Машиностроение, 1987. - 568 с.

3. Александров Н.Е., Богданов А.И., Костин К.И., Кукис B.C., Олюнина Л.А., Прокопенко Н.И., Сакович А.И. Основы теории тепловых процессов и машин. 4.1. - М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2006. - 560 с.

4. Андрющенко А.И. Методика системных термодинамических исследований в теплоэнергетике. Учебное пособие, Саратов, ГТУ. - Саратов, 1996. - 97 с.

5. Андрющенко А.И. О применении эксергии для анализа совершенства и оптимизации теплоэнергетических установок. Изв. вузов. Энергетика. - 1989. - № 4. - 59-64 с.

6. Андреев В.А, Борисов В.Д, Климов В.Малыше В. Орлов В.Н. Внимание: газы. Криогенное топливо для авиации -М: Московский рабочий, 2001 -223с.

7. Андрюшенко А.И. Основы термодинамики циклов теплоэнергетических установок. - М.: высшая школа, 1968. - 288 с.

8. Аронсон К.Э., Блинков С.Н., Брезгин В.И., и др. Теплообменники энергетических установок. Учебник для вузов. Под ред.професссора, докт.тех.наук Ю.М.Бродова. Екатеринбург: Изд-во «Сократ», 2002. - 968 с.

9. Архаров A.M., Буткевич К.С., Головинцов А.Г., Кулаков В.М., Марфенина И.В., Микулин Е.И., Столпер М.Б. Техника низких температур. - М.-Л.: Энергия, 1964. - 448 с.

10. Ахмедзянов A.M., Алаторцев В.П., Аксельрод С.Е., Дружинин Л.Н., Са-хабетдинов М.А.. Термогазодинамические расчеты авиационных ГТД. -Учебное пособие, Уфа, изд. УАИ, 1982. - 256 с.

11. Базаров И.П. Термодинамика. Учебник. - М.: Высшая школа, 1991. - 321с.

12. Бойко Е.А., Баженов К.В., Грачев П.А. Тепловые электрические станции (паротурбинные энергетические установки ТЭС). - Красноярск, ИПЦ КГТУ, 2006. - 152 с.

13. Бродянский В.М., Верхивкер Г.П., Долинский A.A., Карчев Я.Я. и др. -Справ. Пособие, Киев: Наук, думка, 1991. - 360 с.

14. Бродянский В.М., Фраттнер В., Михалек К. Эксергетический метод и его приложения. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 286 с.

15. Бродянский В.М. Вечный двигатель — прежде и теперь. От утопии — к науке, от науки — к утопии. - М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2001. - 264 с.

16. Вассерман A.A., Казавчинский Я.З., Рабинович В.А. Теплофизические свойства воздуха и его компонентов. - Москва, «Наука», 1966. - 375 с.

17. Вейник А.И. Термодинамика. - Минск, «Вышэйша школа», 1968. - 404 с.

18. Гиббс Д.В. Термодинамика. Статистическая механика. - М.: «Наука», 1982. - 584 с.

19. Глушко В.П. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочник в 4-х томах. - Под редакцией М.: Наука, 1978-1982. - 457 с.

20. ГОСТ 4.433-86. Установки газотурбинные стационарные. Номенклатура показателей.

21. ГОСТ 17140-84. Установки газотурбинные стационарные для привода нагнетателей природного газа. Основные параметры.

22. ГОСТ 20440-75. Установки газотурбинные. Методы испытаний. - М.: Изд-во стандартов, 1975. - 23 с.

23. ГОСТ 21199-82. Установки газотурбинные. Общие технические требования.

24. ГОСТ 23290-78. Установки газотурбинные стационарные. Термины и определения.

25. ГОСТ 27.002-89. Надёжность в технике. Основные понятия. Термины и определения. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 37 с.

26. ГОСТ 30319.2-96. Газ природный. Методы расчёта физических свойств.

Определение коэффициента сжимаемости.

166

27. ГОСТ 30319.3-96. Газ природный. Методы расчёта физических свойств. Определение физических свойств по уравнению состояния.

28. Гохштейн Д.П. Современные методы термодинамического анализа. -Энергия, Москва: 1969. - 368 с.

29. Григорьева В.А. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. Справочник в 2 т. - М.: Энергоиздат, 1988. - 355с.

30. Гриценко Е.А., Данильченко В.П., Лукачев C.B., Ковылов Ю.Л., Резник В.Е., Цыбизов Ю.И. Некоторые вопросы проектирования авиационных газотурбинных двигателей. - Самара: СНЦ РАН, 2002. - 527 с.

31. Гриценко А.И. Энергосберегающие технологии газовой индустрии. -ВНИИ газ, 1995.-272 с.

32. Гриценко Е.А., Данильченко В.П. Лукачев C.B. и др. Конвертирование авиационных ГТД в газотурбинные установки наземного применения. - Самара, Самарский научный центр РАН, 2004. - 266 с.

33. Динков В.А., Гриценко А.И., Васильев Ю.Н., Мужиливский П.М. Повышение эффективности использования газа на компрессорных станциях. - М.: Недра, 1981.-296 с.

34. Дзюбенко Б.В. Термодинамический расчет ракетного двигателя с учетом одной химической реакции. Учебное пособие. - М.: Изд. МАИ, 1991.-781 с.

35. Дзюбенко Б.В. Термодинамический расчет ракетного двигателя. Учебное пособие. - М.: Изд. МАИ, 2001.-271 с.

36. Дикий H.A. Судовые газопаротурбинные установки. - Л., 1978. - 261 с.

37. Дорофеев В.М., Маслов В.Г., Первышин Н.В., Сватенко С.А., Фишбейн Б.Д. Термогазодинамический расчет газотурбинных силовых установок. Москва. - М: Машиностроение, 1973. - 144 с.

38. Елисеев Ю.С., Манушин Э.А., Михальцев В.Е. Теория и проектирование газотурбинных и комбинированных установок. Учебник для вузов и др. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 640 с.

39. Ерофеев В.Л., Семенов П.Д., Пряхин A.C. Теплотехника. - М.: ИКЦ Академкнига, 2006. - 456 с.

40. Ильичев Я.Т. Термодинамический расчет воздушно-реактивных двигателей. - Труды ЦИАМ, № 677, 1975.- 126 с.

41. Исаев С.И. Термодинамика. Учебник. - М.: Изд. МГТУ, 2000. - 379 с.

42. Иссерлин A.C. Основы сжигания газового топлива. Справочное пособие A.C. Иссерлин. - Л. : Недра, 1987. - 335 с.

43. Жаров Г.Г., Венцюлис Л.С. Судовые высокотемпературные газотурбинные установки. - Л.: Судостроение, 1973. - 359 с.

44. Загорученко В.А. и др. Теплотехнические расчёты процессов транспорта и регазификации природных газов (справочное пособие). - М.: Недра, 1980. -378 с.

45. Каталог газотурбинные технологии 2007. - 947 с.

46. Кафаров В.В., Мешалкин В.П., Гурьева Л.В. Оптимизация теплообмен-ных процессов и систем. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 192 с.

47. Кириллов И.И. газовые турбины и газотурбинные установки. Т.2. - М.: Машгиз, 1956.-318 с.

48. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. -М.: Энергия, 1968. - 473 с.

49. Кузнецов Н.Д., Гриценко Е.А., Данильченко В.П., Резник В.Е. Основы конвектирования авиационных ГТД в газотурбинные установки наземного применения. - Самара, СГАУ, 1995. - 89 с.

50. Козаченко H.A., Никишин В.И., Поршаков БП. Энергетика трубопроводного транспорта газов. Учебное пособие. - М.: ГУП Издательство «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2001. - 400 с.

51. Костюк А.Г., Шерстюк А.Н. Газотурбинные установки. Учебное пособие для вузов. - М.: Высш. школа, 1979. - 254 с.

52. Котляр И.В. Переменный режим работы газотурбинных установок. - М.: Машгиз, 1961.-230 с.

53. Кошкин В.К., Михайлова T.B. Термодинамическая теория истечения газов и паров. Процесс дросселирования. Учебное пособие. - М.: Изд. МАИ, 1983. -35 с.

54. Кошкин В.К., Михайлова Т.В. Термодинамика реальных газов и паров. Учебное пособие. - М.: Изд. МАИ, 1982. - 54 с.

55. Кошкин В.К., Михайлова Т.В. Термодинамические циклы авиационных двигателей. Учебное пособие. - М.: Изд. МАИ, 1980. - 797 с.

56. Крутов В.И. Техническая термодинамика. Учебник. - М.: Высшая школа, 1991.-234 с.

57. Кулагин В.В. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок. Книга третья. Основные проблемы. - М.: Машиностроение, 2005. - 461 с.

58. Латыпов Р.Ш. Вопросы рациональной эксплуатации газотурбинных установок. Учебное пособие. УФА: УГНТУ, 2000. - 100 с.

59. Лещенко Е.П. Термодинамика химически реагирующих систем. Учебное пособие. - М.: Изд. МАИ, 1991. - 366 с.

60. Лофевр А. Процессы в камерах сгорания ГТД: Пер. о англ. - М.: Мир, 1986. - 266 с.

61. Манушин Э.А., Михальцев В.Е., Чернобровкин А.П. Теория и проектирование газотурбинных и комбинированных двигателей. - М.: Машиностроение, 1977. - 447 с.

62. Манушин Э.А. Комбинированные энергетические установки с паровыми и газовыми турбинами. - М.: ВИНИТИ, 1990. - 184 с.

63. Манушин Э.А. Газовые турбины: проблемы и перспективы. - М.: Энерго-атомиздат, 1986. - 168 с.

64. Михеев A.C. Основы сжигания газообразных топлив. A.C. Михеев. - М.: Металлургия, 1987. - 234 с.

65. Михеенков Е.Л. Термодинамические свойства рабочих тел циклов авиационных и энергетических установок. - Самара: СГАУ, 2009. - 174 с.

66. Методические указания по проведению теплотехнических и газодинамических расчетов при испытаниях газотурбинных и газоперекачивающих агрегатов. ПР 51-31323949-43-99. ВНИИГАЗ, 1999.

67. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. - М.: Высшая школа, 1975. - 496 с.

68. Нигматуллин H.H. и др. Тепловые двигатели. Под ред. Н.Нигматуллина. Учебное пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 1974. - 375 с.

69. Ольховский Г.Г. Энергетические газотурбинные установки. Энергоатомиздат, 1985. - 298 с.

70. Ольховский Г.Г. Эффективное оборудование и новые технологии - в российскую тепловую энергетику. Сб. докладов. Под общ. ред. Г.Г. Ольховского. - М.: АООТ «ВТИ», 2001. - 231 с.

71. Ольховский Г.Г. Тепловые испытания стационарных газотурбинных установок. - Энергия - Москва, 1971. - 408 с.

72. ОНТП 51-1-85. Общесоюзные нормы технологического проектирования. Магистральные трубопроводы. Часть 1. Газопроводы.

73. Пешехонов Н.Ф. Приборы для измерения давления, температуры и направления потока в компрессорах. - М.: Оборонгиз, 1962. - 184 с.

74. Пиралишвили Ш.А., Каляева H.A., Веретенников C.B. Термодинамика. Технические приложения. Рыбинск: РГАТА, 2008.- 230 с.

75. Поршаков В.П., Халатин В.И. Газотурбинные установки на магистральных газопроводах. - М.: Недра. 1974. - 160 с.

76. Портаков Б.П. Газотурбинные установки для транспорта газа и бурения скважин. - М.: Недра, 1974. - 182 с.

77. Правила технической эксплуатации компрессорных цехов с газотурбинным приводом. - М.: Оргэнергогаз, 1975. - 145 с.

78. Пчелкин Ю.М. камеры сгорания газотурбинных двигателей. - М.: Машиностроение, 1984. - 176 с.

79. Ревзин Б.С., Ларионов И.Д. Газотурбинные установки с нагнетателями

для транспортировки газа. Справочное пособие. - М.: Недра, 1997. - 303 с.

170

80. Ривкин C.JI. Термодинамические свойства газов. Справочник: в 2 т. - М. Энергоиздат, 1987.- 288 с.

81. Рид Р., Праусниц Дж., Шевруд Т. Свойства газов и жидкостей. Справочное пособие. Пер. с англ. 3-е изд. - JL: Химия, 1982. - 543 с.

82. Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. - М.: Энергия, 1981. - 288 с.

83. Соколов Е.Я., Мартынов В.А. Методы расчёта основных энергетических показателей паротурбинных, газотурбинных и парогазовых теплофикационных установок. - М.: Изд-во МЭИ, 1996. - 219 с.

84. Стечкин Б.С., Казанджан П.К., Алексеев Л.П., Говоров А.Н., Коновалов Н.Е., Нечаев Ю.Е., Федоров P.M. Под ред. акад. Б.С. Стечкина. Теория реактивных двигателей. Рабочий процесс и характеристики. - М.: Оборонгиз, 1978.- 533 с.

85. Сычев В.В., Вассерман A.A., Козлов А.Д. и др. Термодинамические свойства воздуха. ГСССД. Серия монографий. - М.: Изд-во стандартов, 1978. -771 с.

86. Трухний А.Д., Петрухин C.B. Расчет тепловых схем парогазовых установок утилизационного типа. - М.: МЭИ, 2001. - 33 с.

87. Термодинамические основы циклов теплоэнергетических установок. Учебное пособие. 2-е изд., стереотип. - М.: МЭИ, 2006. - 159 с.

88. Уваров С.Н. Авиационные газотурбинные двигатели в энергетике. - Л.: Энергия, Ленинградское отделение, 1971. - 80 с.

89. Цанев C.B., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. Учебное пособие для вузов под ред. C.B. Цанева - М.: Издательство МЭИ, 2002. - 584 е., ил.

90. Шамбадаль П. Развитие и приложения понятия энтропия. - М.: Наука, 1967.-280 с.

91. ШаргутЯ., Петеле Р. Эксергия. - М: Энергия, 1968. - 287с.

92. Шляхин П.Н. Паровые и газовые турбины. - М.: Энергия, 1974. - 224 с.

93. Шляхин П.Н., Бершадский M.JI. Краткий справочник по паротурбинным установкам. - М.: Энергия, 1970. - 216 с.

94. Щуровский В.А., Зайцев Ю.А. Газотурбинные газоперекачивающие агрегаты. - М.: Недра, 1994. - 253 с.

95. Шуровский В.А., Синицын Ю.Н., Корнеев В.И., Черемин А.В., Степанов Г.С. Методические указания по проведению теплотехнических и газодинамических расчетов при испытаниях газотурбинных и газоперекачивающих агрегатов. ВНИИГАЗ, 1999. - 28 с.

96. Яблоник P.M. Газотурбинные установки. - М.: Машгиз, 1959. - 408 с.

97. Bejan A., Tsatsaronics G., Moran М., Thermal design and optimization. New York: J. Wiley, 1996. 530 p.

98. ISO 2314-1989 (E). Gas turbines. Acceptance tests.

99. ISO 5167.1-1991 (E). Measurement of fluid flow bu means of orifice plates, nozzles and venture tubes inserted in circular cross-section conditions running ful.

100. ISO 5389-1992 (E). Turbocompressors. Performance test code.

101. Larson E.D., Williams R.N. Steam - injected gas turbines. - J. Engineering for Gas Turbines and Power, 1987, V. 109, p. 55-63.

102. Royce M.P., Vyas Y.K., Yrevillion W.L. The external combustion steam injected gas turbine for cogeneration. - Pros. В - th Jntersoc. Energy Convers. San Diego, Calif, 1978, V.l. Warrenda- le, Pa, 1978, p. 860-865.

Журналы.

103. Авиационная техника. Гриценко Е.А, Данильченко В.П. Пути повышения мощности и кпд ГТУ наземного применения, создаваемых на базе авиационных двигателей. - Изв. вузов. №2. 2002, с. 66-68.

104. Авиационная техника. Кузнецов Н.Д, Резник В.Е, Данильченко В.П, Горелов Г.М, Орлов В.Н. Проблемы повышения эффективности авиационных двигателей, конвертируемых в газотурбинные установки наземного применения. - Изв. вузов, №2, 1993, с. 36-44.

105. Авиационная техника. Резник В.Е., Горелов Г.М., Данильченко В.П. Газотурбинная установка, созданная на основе авиационного двигателя в составе парогазовой схемы с дожиганием. - Изв. вузов. № 4, 1995, с. 66-70.

106. Авиационная техника. Резник В.Е., Горелов Г.М., Данильченко В.П. Некоторые особенности ТВД с двухконтурным газогенератором и регенерацией тепла газов в воздухе наружного контура. - Изв. Вузов., №1, 1999, с. 65-68.

107. ЗАО «Газпромнефть-Аэро» В.АНДРЕЕВ, В.СОЛОЗОБОВ. «Топливо для летательных аппаратов XXI века». 2010 г. Электронная версия http://www.gazprom-neft.aero/press/aviation/histoty-of-fuel.

108. Газотурбинные технологии. Будзуляк Б., Шайхутдинов А., Шуровский В. «К вопросу повышения эффективности транспортировки газа в России». №6 (27) ноябрь-декабрь 2003.

109. Двигатель. Пыхтеев В., Решетников Ю., Чичелов В. Пермские ГТУ на рынке газовых турбин. №4 (28), 2003, с. 32-34.

110. Двигатель. Э.Микаэлян. О возможных путях совершенствования газотурбинных газоперекачивающих агрегатов. №2 (26), март-апрель 2003, с. 36.. .38. Электронная версия http://engine.aviaport.ru/issues/ 26/index .html

111. Теплоэнергетика. Андрющенко А.И. О термодинамической эффективности сложных циклов ГТУ в парогазовых установках. № 3, 1998, с. 68-71.

112. Экотехнология и ресурсосбережение. Драганов Б.Х. Термоэкономическая оптимизация энергетических систем при эксплуатационном и экологическом режимах их работы. № 2, 2006, с. 8.

113. Aviation. В. Dzyubenko, G. Dreitser. Specific Features of Course of Thermodynamics with Use of Property Lists of Individual Substances. 2003.

114. Gas Turbine Word: Hand Boork, 1997, vol. 18.

Утверждаю * ' <

Генеральный кошЛруктор Е.П. Кояеров —

« /?» &И /2011 г.

АКТ

О реализации научных положений и выводов работы

Гулиной Светланы Анатольевны, Орлова Михаила Юрьевича, Ми-хеенкова Евгения Леонтьевича

Комиссия ОАО «СНТК им. Н.Д. Кушсцова» в составе: председатели Генерального конструктора Е.П. Кочерова, членов комиссии: д.тль, проф. Цыбшова Ю.И., Лаврова В.Н. и д.т.н., проф. Рослякова А.Д. констатирует, что полученные Гулиной Светланой Анатольевной» Орловым Михаилом Юрьевичем н Михееиковым Евгением Леонтьевичем в работе «Опыт расчетного анализа характеристик ГТД, работающих на природном газе» (доклад VII Всероссийская научно-техническая конференция "ПппцеСсы горения. теплообмена и экология тепловых двигателей", октябрь 2010, СГАУ) результаты, получили внедрение и были использованы при разработке технического предложения по адаптации энергетических двигателей под нетрадиционные виды топлив (попутный газ, био-газ, доменный газ). А именно:

1. Методика и программа термодинамического расчета ГТД и ГТУ, использующих газовое топливо на основе тг-h-T функций с точным учетом изменения теплофи-зических параметров рабочего тела.

2. Ряд практических результатов в виде расчетных данных для газовых топлив -----------различного состава

Председатель комиссии Е.П. Кочеров

Члены комиссии: Ю.И. Цыбизов МЖ^&ж В.Н. Лавров А.Д. Росляков JprT"

/ ус-

ОАО "ГАЗПРОМ"

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ

"ГАЗПРОМТРАНСГАЗ ЮГОРСК"

/

Утверждаю:

Начальник Краснотурьинского

АКТ

об использовании научной разработки Гулиной С.А.

¡еского центра

Згорск»

болотин

Комиссия в составе: председателя инженера 1 категории ЛККиД КС (лаборатории контроля, качества и диагностики оборудования компрессорных станций) Штро А.А., инженера 2 категории ЛККиД КС Осача Е.А. и инженера ЛККиД КС Комков В.В. подтверждает использование разработанных Гулиной Светланой Анатольевной алгоритма и программы оценки эффективной мощности турбины нагнетателя природного газа для ГПА -25И на базе газотурбинного двигателя М8-5002.

1. Д ля оценки мощности ГТУ во время эксплуатации с учетом наработки,

2. Для оценки текущего технического состояния и качества проведения ремонта ГПА -25И на базе газотурбинного двигателя М8-5002.

Председатель комиссии: А.А.Штро

Члены комиссии:

В.В.Комков

Е.А.Осач

УТВЕРЖДАЮ Прс^щщпо учебной работе Щей-корреслдндент РАН

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСЮ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П.КОРОЛЕВА (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)» (СГАУ)

з|рх наук, профессор !^ф.В.Гречников |р| 201/ г.

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

Настоящим актом подтверждается, что методика и программа определения теплофизических параметров продуктов сгорания газового топлива разработанные Тулиной С.А в кандидатской диссертации на тему «Анализ влияния состава газового топлива на показатели эффективности авиационного газотурбинного двигателя» внедрены в учебный процесс кафедры теплотехники и тепловых двигателей для курсового и дипломного проектирования с 01.09.2011 года.

Зав.кафедрой теплотехники и тепловых

двигателей, д.т.н., профессор

Лукачев С.В.

Секретарь кафедры теплотехники и тепловых двигателей

Прищепа Н.В.

Разработчик

С.А.Гулина

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» Филиал УрФУ в г, Краснотурьинске

ул. Ленина, 41, Краснотурышск, 624449 тел.: [phone] факс: [phone]

Утверждаю: Директор филиала ГОУВПОУрФУ в г.Краснотурьинске Бисеров А.Г.

« / » 2011г.

об использовании результатов научных разработок Гулиной С. А. в учебном

процессе для студентов, обучающихся по специальности 140503 -«Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели» на кафедре «Оборудование и эксплуатация газопроводов»

Комиссия в составе: директора филиала ГОУ ВПО УрФУ г.Краснотурьинске к.т.н., доцента Бисерова А.Г., зам. директора филиала по научной работе Раева Ю.В., и.о.председателя методической комиссии филиала Чикляновой Л.С., ученого секретаря кафедры «ОиЭГ» Салыкова Я.С., на основании заключения кафедры «ОиЭГ» протокол № 5 от 28.01.2011, подтверждает использование программы определения теплофизических параметров рабочего тела для газового топлива (природного газа конкретного месторождения) в курсовом и дипломном проектировании тепловых схем ГТД. Разработанная методика определения параметров эффективности ГТД на основе уточненного определения теплофизических параметров рабочего тела позволяет без дополнительных итерационных вычислений определить параметры эффективности приводных ГТД различных схем. Полученные в ходе расчета показатели хорошо согласуются с паспортными данными приводных ГТД. Разработанная Гулиной С.А. программа и методика определения параметров ГТД на основе уточнения свойств рабочего тела помогает студентам в освоении полученных знаний по дисциплине «Газотурбинные,

этического применения.

АКТ

>•—"Чиклянова Л.С.

Салтыков Я.С.

Бисеров А.Г. Раев Ю.В.