Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Столичный ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ Институт)


ИНСТИТУТ ЭНЕРГОМАШИНОСТРОЕНИЯ И МЕХАНИКИ (ЭнМИ)
___________________________________________________________________________________________________________

Направление подготовки: 141100 Энергетическое машиностроение

Программка подготовки: Газотурбинные, паротурбинные установки и движки

Квалификация (степень) выпускника: магистр

Форма обучения: очная


РАБОЧАЯ Программка УЧЕБНОЙ Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл ДИСЦИПЛИНЫ

«Энергетические газотурбинные установки»

Цикл:

проф




^ Часть цикла:

Вариативная




№ дисциплины по учебному плану:

ЭнМИ; Б3.11

ЭнМИ; Б3.11

Часов (всего) по учебному плану:

180




Трудозатратность в зачетных единицах:

5


1 семестр – 5 ;

Лекции

54 час

1 семестр

Практические занятия

18 час

1 семестр

Лабораторные работы

0 час

Не предвидено

Расчетные задания, рефераты

26 час. самостоят. работы

1 семестр

Объем Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл самостоятельной работы по учебному плану (всего)

126 час




Курсовые проекты (работы)

72 час

2 семестр

^ Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

108 часа

1 семестр

Зачет

2 часа

1 семестр

Экзамен

36 час

1 семестр


Москва - 2011

^ 1. ЦЕЛИ И Задачки ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является исследование теории и методики расчетов термических процессов Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл в ГТУ, принципов их конструирования и особенностей эксплуатации.

По окончанию освоения данной дисциплины студент способен и готов:



Задачками дисциплины являются:

^ 2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части проф Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл цикла М.2 основной образовательной программки подготовки магистров по программке "Газотурбинные, паротурбинные установки и движки" направления 141100 Энергетическое машиностроение.

Дисциплина базируется на последующих дисциплинах бакалавриата: «Газотурбинные установки», «Динамика и крепкость турбомашин», «Механика воды и газа Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл».

Познания, приобретенные по освоению дисциплины, нужны при исследовании дисциплин "Бинарные циклы в теплоэнергетике», «Переменные режимы ГТУ», «Современные трудности науки и производства в энергетическом машиностроении», также при написании магистерской диссертации по направлению «Энергетическое Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл машиностроение».

^ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В итоге освоения учебной дисциплины обучающиеся должны показывать последующие результаты образования:

Знать:

Уметь:

Обладать:

^ 4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудозатратность дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.



п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежной аттестации
(по Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудозатратность (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Главные схемы и циклы энергетических ГТУ.

10

1

4

-

-

6

Тест

2

Газовые турбины.

20

1

10

4

-

6

Тест

3

Воздушные осевые Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл компрессоры.

53

1

10

7

-

10

26

Контрольная работа

Выполнение типового расчета

4

Камеры энергетических сгорания ГТУ.

4

1

4

-

-

-




5

Определение главных характеристик ГТУ.

12

1

6

-

-

6

Тест

6

Переменные режимы работы ГТУ.

4

1

4

-

-

-




7

Особенности эксплуатации ГТУ.

14

1

6

2

-

6

Тест

8

Примеры конструкций ГТУ и её частей.

3

1

2

1

-

-




9

Котлы-утилизаторы парогазовых установок

22

1

8

4

-

10

Контрольная работа




Зачет

2

1

-

-

-

2

Защита типового расчета




Экзамен

36

1

-

-

-

36

устный




Итого:

180




54

18

-

108





^ 4.2 Содержание лекционно Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл-практических форм обучения

4.2.1. Лекции:

1. Главные схемы и циклы ГТУ

Устройство и принцип деяния обычных газотурбинных установок (ГТУ). Короткая история развития ГТУ. Области внедрения ГТУ в разных отраслях индустрии. Перспективы внедрения ГТУ в Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл энергетике. Сопоставление ГТУ с другими типами термических движков.

Обычная одновальная ГТУ с циклом р = const. Сравнение безупречной и реальной ГТУ, воздействие утрат в турбине, компрессоре и камере сгорания на эффективность ГТУ Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл. Зависимость коэффициента полезного деяния (ГТУ), коэффициента полезной работы (ГТУ), удельной полезной работы (ГТУ) от степени сжатия, температуры перед газовой турбиной и температуры среды.

Обычная одновальная ГТУ с регенерацией теплоты. Зависимость КПД Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл, удельной работы и коэффициента полезной работы от степени сжатия и степени регенерации ГТУ. Воздействие степени регенерации на величину хорошей степени сжатия. Выбор рациональной величины степени регенерации. Типы регенераторов ГТУ. Воздействие Температур рабочего Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл тела на КПД ГТУ с регенерацией теплоты.

ГТУ с промежным остыванием воздуха в компрессорах и промежными камерами сгорания. Воздействие эффективности отдельных агрегатов на эффективность ГТУ. Принципы рассредотачивания степеней сжатия в компрессорах и степеней расширения в Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл отдельных турбинах в ГТУ без регенерации и с регенерацией теплоты.

Воздухоаккомулирующие ГТУ, их схемы, предназначение и типы.

Замкнутые ГТУ, области их внедрения, достоинства и недочеты.

Теплофикационные ГТУ, выбор их хорошей Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл степени сжатия, коэффициент использования горючего.

Примеры использования ГТУ в разных типах парогазовых установок (ПГУ).

Утилизационные ПГУ (ПГУ с котлом-утилизатором, ПГУ с дожиганием горючего в котле, ПГУ с вытеснением паровой регенерации ПТУ Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл, ПГУ с газификацией угля в высоконапорном котле и др.).

Устройство и особенности многовальных ГТУ, области их внедрения.

Развернутая схема обычный одновальной ГТУ. Типы и особенности дополнительного оборудования ГТУ. Гидравлическое сопротивление трактов ГТУ, его Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл воздействие на экономичность ГТУ.

2. Газовые турбины

Рабочий процесс в ступени газовой турбины. Остывание ступени турбины. Расчет ступени турбины с учетом остывания.

Многоступенчатая газовая турбина. Рабочий процесс в многоступенчатой газовой турбине. Особенности проточной части Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл многоступенчатой газовой турбины. Сопротивление входного и выходного патрубков газовой турбины, определение числа ступеней газовой турбины и ее размеров. Черта газовой турбины.

3. Воздушные осевые компрессоры

Рабочий процесс в ступени компрессора. Особенности Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл расчета лопаточного аппарата ступени компрессора.

Рабочий процесс в многоступенчатом компрессоре, особенности проточной части компрессора. Расчет гидравлического сопротивления входного патрубка и, спрямляющего аппарата и диффузора на выходе из компрессора, устройство и предназначение поворотного Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл входного аппарата (ВНА) и направляющих аппаратов компрессора. Определение числа ступеней компрессора и размеров проточной части. Свойства компрессора.

4. Камера сгорания ГТУ

Устройство и принцип деяния камер сгорания. Горючего, применяемые ГТУ, и системы Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл подготовки и подачи горючего в камеру сгорания. Главные закономерности процесса горения. Организация сжигания газообразных и водянистых топлив. Остывание жаровых труб и незапятнанных товаров сгорания горючего. Расчет расходов первичного и вторичного воздуха. Определение размеров камеры сгорания Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл. Типы камер сгорания. Требования к составу газа за камерой сгорания.

5. Определение главных характеристик ГТУ

Выбор температуры газа за камерой сгорания. Определение глубины остывания сопловых и рабочих лопаток и расхода охлаждающего Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл воздуха. Расчет скоростей потока и углов натекания потока на сопловые и рабочие лопатки с учетом рассредотачивания расходов охлаждающего воздуха по решеткам турбины. Расчет утрат в проточной части турбины с учетом остывания Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл её частей. Определение КПД, удельной полезной работы с учетом остывания корпуса и ротора газовой турбины.

^ 6. Переменные режимы работы ГТУ

Черта компрессора. Граница и природа помпажа в компрессоре. Полосы равного КПД компрессора и неизменной Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл частоты вращения ротора. Воздействие переменной частоты вращения ротора и угла поворота ВНА и направляющих лопаток на характеристику компрессора.

Пересчет свойства турбины в поле свойства компрессора. Точка совместной работы турбины и компрессора на номинальном режиме Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл.

Работа ГТУ на частичных нагрузках при количественном и высококачественном регулировании мощности ГТУ.

Работа ГТУ при запусках и остановах.

7. Особенности эксплуатации ГТУ

Надежность и срок службы ГТУ, всеохватывающие характеристики оценки Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл надежности. Характеристики оценки критерий эксплуатации, сроки службы ГТУ разных типов, соответствующие величины отдельных характеристик надежности ГТУ.

Обязанности обслуживающего персонала при эксплуатации ГТУ. Аварии и проблемы ГТУ. Предпосылки их появления в компрессорах, газовых турбинах Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл и камерах сгорания.

8. Примеры конструкций ГТУ и ее частей

Примеры конструкции корпусов ГТУ, их главные элементы – входной патрубок компрессора, корпус компрессора, диффузор; корпус камер сгорания, корпус газовой турбины. Размещение и особенности Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл конструкции подшипников. Направляющие лопатки компрессора, их конструкция, крепление направляющих лопаток в корпусе компрессора. Особенности конструкции поворотных направляющих лопаток, привод поворотных лопаток.

Размещение антипомпажных клапанов и отборов охлаждающего воздуха от промежных ступеней компрессора.

Особенности конструкций корпусов Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл выносных и интегрированных камер сгорания. Пример конструкции корпуса газовой турбины, включая диффузор на выходе из проточной части турбины. Размещение обойм для крепления сопловых лопаток.

Особенности конструкции сборных роторов современных Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл ГТУ. роторы с периферийными и центральными стяжками. Обеспечение центровки дисков цапф и проставок сборных роторов. Размещение концевых уплотнений и шеек роторов. Организация отбора воздуха из промежных ступеней компрессора для остывания сопловых, рабочих лопаток и дисков Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл турбины.

Особенности конструкций охлаждаемых сопловых и рабочих лопаток. Крепление сопловых и рабочих лопаток. Крепление сопловых лопаток в обоймах и рабочих лопаток в дисках турбин. Особенности конструкций охлаждаемых дисков турбины Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл.

Пример схемы остывания корпусов и роторов газовой турбины.

^ 4.2.2. Практические занятия

1. Расчет эффективности ГТУ, работающих по различным схемам (КПД, удельная нужная работа, коэффициент полезной работы, рациональные степени сжатия, удельный расход рабочего тела.)

2. Расчет ступени турбины Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл, особенности расчета многоступенчатых газовых турбин. Расчет черт газовых турбин на номинальном режиме и при частичной нагрузке.

3. Расчет ступени компрессора, многоступенчатого компрессора. Расчет черт компрессора при неизменной и переменной частоте вращения ротора Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл, при повороте направляющего аппарата. Оценка положения границы помпажа.

4. Расчет камер сгорания: определение расходов первичного воздуха зависимо от состава горючего. Определение коэффициента излишка вторичного воздуха зависимо от температуры незапятнанных товаров сгорания и температуры газа перед Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл турбиной. Расчет главных размеров камеры сгорания.

5. Расчет хороших степеней сжатия , н, выбор рабочей степени сжатия. Определение расхода воздуха, горючего и газа. Выбор схемы остывания ГТУ, корпуса и ротора газовой турбины Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл. Определение нужной глубины остывания сопловых и рабочих лопаток. Оценка интенсивности термообмена меж газом и лопатками турбин, подбор схем их остывания. Термообмен меж воздухом и поверхностью охлаждающих каналов, оценке нагрева охлаждающего воздуха.

Расчет Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл эффективности ГТУ с охлаждаемой турбиной.

6. Оценка эффективности ГТУ на режимах частичных нагрузок для ГТУ с n = const, n – var.

7. Расчет характеристик надежности ГТУ при работе в базисном, пиковом режимах и в составе Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл ПГУ.

8. Исследование конструкций ГТУ разных компаний с высочайшим КПД, также созданных для работы в составе ПГУ. Исследование особенностей конструкций лопаточного аппарата компрессоров и турбин.

^ 4.3. Лабораторные работы

«Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл»

4.4. Расчетные задания

Примерные темы расчетных заданий (типовых расчетов):

Расчет термический схемы ГТУ.


4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

Курсовой проект производится во 2-м семестре на тему «Энергетическая газотурбинная установка».

^ 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл проводятся в форме лекций с внедрением презентаций. Презентации лекций содержат материалы по конструкциям и сборке ГТУ и её частей, также графики и диаграммы.

^ Практические занятия включают тестирование с внедрением компов с установленным Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл программным обеспечением.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, подготовку к зачету и экзамену.

^ 6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, Промежной АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости употребляются Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл испытания, 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 1 семестр.

^ 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

  1. Паровые и газовые турбины для электрических станций: учебник для ВУЗов. Под ред. А.Г. Костюка. М.: Издательский дом МЭИ, 2008.

  2. Елисеев Ю.С. и др. Теория Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл и проектирование газотурбинных и комбинированных установок. М., Изд. МГТУ им. Баумана, 2000, 639 с.

  3. Ольховский Г.Г. Энерго газотурбинные установки. М.: Энергоатомиздат. 1985.


б) дополнительная литература:

  1. Термические и атомные электростанции. Справочник книжка 3 под ред. А.В. Клименко Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл и В.Н. Зорина. М.: Изд. МЭИ, 648 с.

  2. Арсеньев Л.В, Комбинированные установки электрических станций: Учеб. пособие – СПб.: СПбГГУ, 1993.

  3. Арсеньев Л.В. и др. Стационарные газотурбинные установки. Справочник. Л Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл.: Машиностроение. Ленингр. Отделение 1989. – 543 с.


^ 7.2. Электрические образовательные ресурсы: программное обеспечение для тестирования

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: Thermoflow -программа для расчета термических схем энергетических установок; www.power-m.ru; www.utz.ru Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл; www.turboatom.com.ua.

^ 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины нужно наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для презентации лекций, и компьютерный класс, снаряженный компьютерами с программным обеспечением для проведения тестирования.

Программка составлена в Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл согласовании с требованиями ФГОС ВПО и с учетом советов ПрООП ВПО по направлению подготовки магистров 141100 «Энергетическое машиностроение» и программке «Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели».


Программку СОСТАВИЛ:

КТН, доцент Соколов Рабочая программа учебной дисциплины «Энергетические газотурбинные установки» Цикл В.С..


"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой ПГТ

д.т.н., доктор Грибин В.Г.

rabochaya-programma-uchebnoj-disciplini-inzhenernaya-i-kompyuternaya-grafika-specialnost-210601-radioelektronnie-sistemi-i-kompleksi.html
rabochaya-programma-uchebnoj-disciplini-istoriya-gosudarstva-i-prava-rossii-napravlenie-podgotovki.html
rabochaya-programma-uchebnoj-disciplini-istoriya-novejshego-vremeni-stran-evropi-i-ameriki-1918-2012-gg.html