решаем при помощи hS- диаграммы водяного пара Начальное состояние – точка 1 – на пересечении изобары Р1 = 3 МПа и линии степени сухости х1 = 0

решаем при помощи hS- диаграммы водяного пара.
Начальное состояние – точка 1 – на пересечении изобары Р1 = 3 МПа и линии степени сухости х1 = 0,95. Энтальпия в этой точке h1 = 2510кДж/кг, температура t1 = 2400C.
Состояние пара после пероперегревателя – точка 1a – на пересечении изобары Р1 = 3 МПа и изотермы t2 = t1 + ∆t = + 230 = 240 + 230 = 470 0C. Энтальпия в этой точке h1a = 3385кДж/кг; энтропия S1а = 7,15 кДж/(кг*К).
Состояние пара после конденсатора – точка 2 – на пересечении адиабаты S1а = S2 = 7,15 кДж/(кг*К) и изобары Р2 = 0,0035 МПа. Энтальпия в этой точке h2 = 2140кДж/кг, степень сухости х2 = 0,83; температура t2 = 290C.
Энтальпия конденсата h2к = 4,19* t2 = 4,19*29 = 121,51 кДж/кг.
Удельное количество теплоты, подведённое в цикле:
q1 = h1a – h2к = 3385 – 121,51 = 3263,49 кДж/кг.
Удельное количество теплоты, отведённое в цикле:
q2 = h2 – h2к = 2140 – 121,51 = 2018,49 кДж/кг.
Полезная работа цикла:
lw = q1 – q2 = 3263,49 – 2018,49 = 1245 кДж/кг.
Термический КПД цикла Ренкина:
ηop = lw/q1 = 1245/3263,49 = 0,382.
Пар после пароперегревателя дросселируется до давления Р1’ = 0,48 МПа(при неизменном давлении Р2).
Начальное состояние – точка 1 – на пересечении изобары Р1 = 3 МПа и линии степени сухости х1 = 0,95. Энтальпия в этой точке h1 = 2510кДж/кг, температура t1 = 2400C.
Состояние пара после пероперегревателя – точка 1a – на пересечении изобары Р1 = 3 МПа и изотермы t2 = t1 + ∆t = + 230 = 240 + 230 = 470 0C. Энтальпия в этой точке h1a = 3385кДж/кг; энтропия S1а = 7,15 кДж/(кг*К).
Состояние пара после дросселирования – точка 1б – на пересечении изобары Р1’ = 0,48 МПа и линии постоянной энтальпии h1a = 3385кДж/кг. Энтальпия в этой точке h1a = 3385кДж/кг; энтропия S1б = 7,97 кДж/(кг*К).
Состояние пара после конденсатора – точка 2’ – на пересечении адиабаты S1б = 7,15 кДж/(кг*К) и изобары Р2 = 0,0035 МПа. Энтальпия в этой точке h2’ = 2370кДж/кг, степень сухости х2’ = 0,93.
Удельное количество теплоты, подведённое в цикле:
q1 = h1a – h2к = 3385 – 121,51 = 3263,49 кДж/кг.
Удельное количество теплоты, отведённое в цикле:
q2 = h2’ – h2к = 2370 – 121,51 = 2248,49 кДж/кг.
Полезная работа цикла:
lw = q1 – q2 = 3263,49 – 2248,49 = 1015 кДж/кг.
Термический КПД цикла Ренкина:
ηop = lw/q1 = 1015/3263,49 = 0,311.

t2
2’
h2
h2I
s1б
2
P2
X2′
Р1I
1бб
X2
s1а
h1а
1а
t1а
P1
t1
h1
X1
1

Ответы на вопросы:
1.Как влияют начальные параметры пара перед турбиной на термический КПД цикла, а также на степень сухости пара в конце расширения.
При повышении начального давления в паровом котле от р1″′ до р1′ при постоянной температуре перегрева t1 и при постоянном давлении р2 в конденсаторе, возрастает разность энтальпий h = h1 – h2, то есть возрастает термический к.п.д. Вместе с тем с повышением начального давления уменьшается степень сухости пара на выходе из турбины. Уменьшение конечной степени сухости ведет к разрушению лопаток последних ступеней турбины. Предельная степень сухости пара должна быть не ниже 0,86.
При повышении температуры перегрева пара от t1′ до t1′” (при постоянных начальном р1 и конечном р2 давлениях) используемый в турбине перепад энтальпий h = h1 – h2 (или работа цикла lц) возрастает. Следовательно, возрастает и термический к.п.д. цикла, причем в этом случае увеличивается и конечная степень сухости пара (х), что улучшает условия
работы турбины.
15684575565 169545434340

2.Изобразить схему простейшей паротурбинной установки и дать ей краткое описание, привести изображение цикла Ренкина в P,v-, T,s-,h,s–координатах.
Основным циклом современных паротурбинных установок (ПТУ) является цикл Ренкина на перегретом паре. Перегретый пар с давлением р1 и температурой t1 поступает в паровую турбину ПТ, где, адиабатически расширяясь, совершает работу. После турбины влажный пар с давлением р2 поступает в конденсатор К, где, отдавая теплоту охлаждающей воде, полностью конденсируется при p = const и t = const. Конденсат с помощью питательного насоса ПН, адиабатически повышающего его давление до р1, вновь подается в парогенератор (паровой котел) ПГ, в котором получает теплоту от горячих продуктов сгорания топлива, нагревается при постоянном давлении p1 до температуры кипения, испаряется, а образовавшийся сухой насыщенный пар перегревается в пароперегревателе ПП до температуры t1.

Схема паротурбинной установки

Цикл Ренкина на перегретом паре:
1–2 – адиабатное расширение пара в ПТ;
2–3 – изобарно-изотермическая конденсация пара в К;
3–4 – адиабатно-изохорное повышение давление воды в ПН;
4–1 – изобарный подвод теплоты в ПГ с превращением воды в перегретый пар
Задача3
По горизонтально расположенной стальной трубе(λ = 40 Вт/(м*К)) со скоростью w = 8,1м/с течёт вода, имеющая температуру tB = 1760C. Снаружи труба охлаждается окружающим воздухом, температура которого tBОЗД = 160C.
Определить коэффициенты теплоотдачи α1 и α2 соответственно от воды к стенке трубы и от стенки трубы к воздуху, коэффициент теплопередачи Кl и тепловой потока ql, отнесённый к 1 м длины трубы, внутренний диаметр трубы равен d1 = 180мм, внешний d2 = 200мм.
Ответить на вопросы:
1.Определить, каковы режимы течения воды и воздуха?
2.Объяснить, почему при расчёте α2 можно в приближении принять равенство температур наружной поверхности трубы t2 и воды tB?

На странице представлен фрагмент работы. Его можно использовать, как базу для подготовки.

Заказать полное решение

Часть выполненной работы