При газотурбінному наддуванні необхідно визначити параметри газу перед турбіною і за нею, питому роботу розширення газів в турбіні і потужність турбіни.
Витрата газу через турбіну Gг більше витрати повітря через циліндри Gк на величину витрати палива Gт. тому
Температура продуктів згоряння в процесі руху з циліндра в колектор змінюється. Вважаючи цей процес Політропний, температуру продуктів згоряння в колекторі Тг розраховуємо за рівнянням:
ТГ = 1137,3 / (0,794 / 0,2125) (1.25 - 1) /1.25 = 873,7 К.
Під час продування циліндра і в випускному колекторі продукти згоряння змішуються з продувальним повітрям. Рішення рівняння теплового балансу для цієї суміші дозволяє отримати такий вираз для розрахунку температури випускних газів перед турбіною:
де ср '= 27,57 + 0,0025Тs кДж / (кмоль К) - середня мольна теплоємність повітря;
ср '= 27,57 + 0,0025 × 328 = 28,39 кДж / (кмоль К)
ср '' = 28,22 + 0,00307Тг кДж / (кмоль К) - середня мольна теплоємність продуктів згоряння.
ср '' = 28,22 + 0,00307 × 873,7 = 30,9 кДж / (кмоль К);
Тоді температура газів перед турбіною:
Температуру газів за турбіною слід визначаємо за рівнянням розширення газів в проточній частині турбіни:
Т'о = 744,3 / (0,2125 / 0,103) (1.25 - 1) /1.25 = 643,9 К;
Адіабатне роботу розширення газів в турбіні розраховуємо за рівнянням
де Rг = 0,3 кДж / (кг К) - газова постійна випускних газів.
Потужність газової турбіни визначимо за рівнянням:
де ке - коефіцієнт імпульсних рівний 1,07. 1,4 - при імпульсному наддуванні. приймаємо ке = 1,1;
Для здійснення газотурбінного наддуву необхідне виконання умови Nк = Nт. Відносне розходження між потужностями турбіни і компресора DNк = ½100 (Nк -Nт) / Nк ½ не повинно перевищувати 3%.
Різниця між потужностями турбіни і компресора менше 3%, причому потужність турбіни вище, отже потужність турбіни достатня для приводу компресора і забезпечення необхідного двигуном витрати повітря турбокомпресором.
2.3 Розрахунок сил діючих в кривошипно-шатунного механізму двигуна