NAU Harvester System
GAS TURBINE PLANT ON THE BASIS OF THE CONVERTED AVIATION ENGINE WITH HEAT REGENERATION
Наукові журнали Національного Авіаційного Університету
View Archive Info| Field | Value | |
| Title |
GAS TURBINE PLANT ON THE BASIS OF THE CONVERTED AVIATION ENGINE WITH HEAT REGENERATION
ГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА НА БАЗЕ КОНВЕРТИРОВАННОГО АВИАЦИОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С РЕГЕНЕРАЦИЕЙ ТЕПЛА Gas turbine plant on the basis of the converted aviation engine with heat regeneration |
|
| Creator |
Gvozdetskyi, І. І.; Національний авіаційний університет
Volianska, L. G.; Національний авіаційний університет Fakhar, Mohammad; Національний авіаційний університет |
|
| Subject |
Transport
Gas turbine engine; Thermodynamic calculation of the engine; Heat regeneration; Mobile power station; Efficiency 629.7.03- 048.75(045) Транспорт газотурбинный двигатель; термодинамический расчёт двигателя; регенерация тепла; мобильная электростанция; коэффициент полезного действия 629.7.03- 048.75(045) Транспорт газотурбінний двигун; термодинамічний розрахунок двигуна; регенерація тепла; мобільна електростанція; коефіцієнт корисної дії 629.7.03- 048.75(045) |
|
| Description |
Conversion of aircraft engines that have exhausted their assigned flight service life time is an actual problem for both Ukraine and other countries with a developed aviation transport infrastructure. At the same time, for converted aircraft engines, the demand for a significant increase in fuel efficiency as compared to that which these engines have when they are used on aircraft, where the minimum engine weight requirement is put in the first place, is put forward. The aim of this work is to study the possibility of increasing the fuel efficiency of a converted aviation gas turbine engine when it is used as a drive for mobile electrical power plants. The turboshaft engine of the PT-6 family of the Canadian company Pratt &Whitney, which is distinguished by its compact design and widely used in many countries of the world, was chosen as the object of study. To achieve this aim, in the present work, thermodynamic and gas-dynamic calculations were first ly performed for the basic model of an aircraft engine, and then the same calculations were performed for the converted gas turbine engine with different degrees of heat regeneration, after which the thermal efficiency was compared in a simple cycle and in improved cycle. Finally, the analysis of the effect of heat regeneration on the efficiency of the engine was carried out for several different values of the initial temperature in the cycle and various engine operating conditions differing in the degrees of air pressure increase in the cycle. These calculations confirmed the feasibility of using heat regeneration from gases flowing out from the engine to increase the thermal efficiency of cycle. In addition, the calculated assessment of the effect of air temperature at the engine inlet on the efficiency of heat regeneration, as one of the possible ways to increase the thermal efficiency of the engine.
Конвертирование авиационных двигателей, исчерпавших назначенный лётный ресурс, является актуальной проблемой как для Украины, так и для других стран, с развитой авиатранспортной инфраструктурой. При этом для конвертированных авиационных двигателей на одно из первых мест выдвигается требование значительного повышения топливной эффективности по сравнению с той, которую имеют эти двигатели при их использовании на воздушных судах, где на первом месте ставится требование минимальной массы двигателя. Целью работы является исследование возможности повышения топливной эффективности конвертированного авиационного газотурбинного двигателя при его использовании в качестве привода для мобильных электростанций. В качестве объекта исследования был выбран турбовальный двигатель семейства PT-6 канадской фирмы «Pratt Whitney», отличающийся компактностью конструкции и широко используемый во многих странах мира. Для реализации этой цели в настоящей работе вначале были выполнены термодинамический и газодинамический расчеты для базовой модели авиационного двигателя, а затем те же расчеты были проведены для конвертированного газотурбинного двигателя с различной степенью регенерации тепла, после чего проведено сравнение термического КПД в простом цикле и усовершенствованном цикле. Наконец, анализ влияния регенерации тепла на коэффициент полезного действия двигателя проведен для нескольких различных значений начальной температуры в цикле и различных режимов работы двигателя, отличающихся степенями повышения давления воздуха в цикле. Этими расчетами подтверждена целесообразность применения регенерации тепла выходящих из двигателя газов для повышения термического коэффициента полезного действия. Кроме того, проведена расчётная оценка влияния температуры воздуха на входе в двигатель на эффективность регенерации тепла, как одного из возможных способов повышения термического коэффициента полезного действия двигателя. Конвертація авіаційних двигунів, що вичерпали призначений льотний ресурс , є актуальною проблемою як для України, так і для інших країн, з розвиненою авіатранспортною інфраструктурою. При цьому для конвертованих авіаційних двигунів на одне з перших місць висувається вимога значного підвищення паливної ефективності в порівнянні з тією, яку мають ці двигуни при їх використанні на повітряних суднах, де на першому місці ставиться вимога мінімальної маси двигуна. Метою роботи є дослідження можливості підвищення паливної ефективності конвертованого авіаційного газотурбінного двигуна при його використанні в якості приводу для мобільних електростанцій. Як об'єкт дослідження було обрано турбовальний двигун сімейства PT-6Т канадської фірми «PRATT &WHITNEY», що відрізняється компактністю конструкції і широко використовується у багатьох країнах світу. Для реалізації цієї мети в даній роботі спочатку були виконані термодинамічний і газодинамічний розрахунки для базової моделі авіаційного двигуна, а потім ті ж розрахунки були проведені для конвертованого газотурбінного двигуна з різним ступенем регенерації тепла, після чого проведено порівняння термічного ККД в простому циклі і вдосконаленому циклі. Аналіз впливу регенерації тепла на коефіцієнт корисної дії двигуна проведено для кількох різних значень початкової температури в циклі і різних режимів роботи двигуна, що відрізняються ступенями підвищення тиску повітря в циклі. Цими розрахунками підтверджено доцільність застосування регенерації тепла газів, що виходять з двигуна, для підвищення термічного коефіцієнта корисної дії. Крім того, проведено розрахункову оцінку впливу температури повітря на вході в двигун на ефективність регенерації тепла, як одного з можливих способів підвищення термічного коефіцієнта корисної дії двигуна. |
|
| Publisher |
National Aviation University
|
|
| Contributor |
—
— — |
|
| Date |
2019-07-29
|
|
| Type |
—
— — |
|
| Format |
application/pdf
|
|
| Identifier |
http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/SBT/article/view/13760
10.18372/2310-5461.42.13760 |
|
| Source |
Наукоємні технології; Том 42, № 2 (2019); 270-279
Science-based technologies; Том 42, № 2 (2019); 270-279 Наукоемкие технологии; Том 42, № 2 (2019); 270-279 |
|
| Language |
uk
|
|