Расчетная схема: одновальный газогенератор и свободная турбина. Охлаждается только турбина компрессора.
ТГД – расчет ведется в САУ, с постоянным показателем адиабаты для воздуха и переменной теплоемкостью газа (упрощенный расчет по параметрам на входе в узел).
До пункта 39 расчет ведется на 
=1 кг воздуха.
1. Полная температура на входе в двигатель:
= 
(1)
2. Полное давление на входе в двигатель:
= 
(2)
3. Изоэнтропический КПД компрессора определяется по формуле:
. (3)
4. Полное давление за компрессором:
. (4)
5. Удельная работа компрессора определяется по формуле:
. (5)
6. Температура воздуха за компрессором вычисляется по выражению:
. (6)
7. Относительный расход топлива определим по упрощенной формуле (из [3], стр.213):
, (7)
где 
- низшая теплотворная способность топлива,
- полнота сгорания,
и 
- комплексы, имеющие вид:
=4,187(0,35002 
Т3 10-7-0,10353 Т4 10-10-0,15931 Т2 10-4+0,24089Т)
=4,187(0,25084 Т2 10-3+0,35186 Т-0,33025 Т3 10-7-17,533)
8. Коэффициент избытка воздуха в камере сгорания определим из выражения:
, (8)
где 
- теоретически необходимое количество килограммов воздуха для полного сгорания одного килограмма топлива.
9. Полное давление газа на входе в камеру сгорания:
. (9)
10. Величина относительных отборов охлаждающего воздуха зависит от многих факторов, главным из которых является температура перед турбиной. Предлагается использовать зависимость относительных отборов охлаждающего воздуха, как функцию температуры газа перед рабочим колесом с разделением на воздух для охлаждения СА и для охлаждения РК, которая имеет вид:
. (10)
где 
- относительный отборов охлаждающего воздуха на конвективное охлаждение СА. Воздух, создающий пленочное охлаждение, считается вторичным воздухом КС и учитывается в п.12.
|
|
. (11)
Если получено отрицательное значение, то отбор на охлаждение не нужен. Следует присвоить 0.
Выражения (10) и (11) являются аппроксимирующими и получены по данным нескольких ГТУ. Можно назначать другую величину отборов охлаждающего воздуха.
11. Относительный расход воздуха на охлаждение турбины компрессора является суммой отборов на охлаждение и равен:
+ 
. (12)
12. Расход воздуха через сечение Г:
. (13)
13. Расход топлива секундный на 1 кг воздуха:
. (14)
14. Расход газа на входе в турбину:
. (15)
15. Относительный расход охладителя на охлаждение турбины компрессора:
. (16)
Пункты 16 – 21, расчет теплоемкости и показателя адиабаты на входе в ТК
16. Газовая постоянная газа вычисляется по выражению:
. (17)
17. Определение относительной температуры газа на входе в турбину компрессора для использования в расчетном полиноме:
. (18)
18. Изобарная теплоемкость сухого воздуха:
.(19)
19. Комплекс Nn:
. (20)
20. Изобарная теплоемкость газа вычисляется по формуле:
. (21)
21. Показатель адиабаты газа на входе в турбину компрессора:
. (22)
22. Удельная работа турбины компрессора находится через удельную работу компрессора:
. (23)
Пункты 23 -26 по методике [1].
23. В случае отбора охладителя из-за компрессора отношение располагаемой мощности охлаждающего воздуха, поступающего в турбину 
к располагаемой мощности газового потока, протекающего через турбину 
можно определить по формуле:
. (24)
24. При упрощенных расчетах можно принять, что между термогазодинамическим КПД турбины компрессора 
и КПД соответствующей неохлаждаемой турбины 
при 
=1400÷1700К имеет место следующее соотношение, полученное на основании опытных данных для одноступенчатых турбин:
|
|
= -0,18( -1200)/1000. (25)
25. Изоэтропический КПД охлаждаемой турбины компрессора найдем из выражения:
= 
. (26)
26. Степень понижения полного давления турбины компрессора найдем по формуле:
. (27)
27. Температура «чистого» газа за турбиной компрессора равна:
. (28)
28. Расход газа через свободную турбину равен:
. (29).
Раскрывая выражение (30), получим:
(29бис)
29. Температура газа за турбиной компрессора (по [4], формула 2.26) равна:
, (30)
где 
- температура охлаждающего воздуха, принято = 
;
30. Давление газа за турбиной компрессора
или 
(31)
31. Степень понижения полного давления свободной турбины получим по выражению:
. (32)
32. Относительный расход топлива на входе в свободную турбину определим по выражению:
. (33)
Пункты 33 – 37, расчет теплоемкости и показателя адиабаты на входе в СТ
33. Газовая постоянная газа на входе в СТ вычисляется по выражению:
. (34)
34. Определение относительной температуры газа на входе в СТ для использования в расчетном полиноме:
. (35)
35. Изобарная теплоемкость сухого воздуха на входе в СТ:
Комплекс Nn:
.(36)
36. Изобарная теплоемкость газа на входе в СТ вычисляется по формуле:
. (37)
37. Показатель адиабаты газа за СТ
. (38)
38. Удельная работа свободной турбины равна:
. (39)
39. Температура газа за свободной турбиной равна:
. (40)
40. Определение относительной температуры газа за СТ для использования в расчетном полиноме:
. (41)
41. Изобарная теплоемкость сухого воздуха за СТ:
|
|
42. Комплекс Nn:
. (42)
43. Изобарная теплоемкость газа за СТ вычисляется по формуле:
. (43)
44. Показатель адиабаты газа за свободной турбиной
. (44)
45. Полное давление газа за свободной турбиной:
. (45)
46. Потребная эффективная мощность ГТД на валу равна:
. (46)
47. Фактический расход газа через двигатель определим по формуле:
. (47)
48. Фактический расход воздуха равен:
. (48)
49. Фактический секундный расход топлива определим по формуле:
. (49)
50. Часовой расход топлива определим по формуле
. (50)
51. Эффективная удельная работа цикла на 1 кг воздуха равна:
(51)
52. Располагаемая удельная энергия внесенного в двигатель топлива, приходящаяся на 1 кг воздуха:
. (52)
53. Эффективный КПД ГТД равен:
. (53)
54. В итоге, имеем КПД ГТУ на клеммах электрогенератора:
. (54)
55. Удельная работа ГТУ (аналог - удельная тяга) кВт/(кг/с):
. (55)
(69)