МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северный (Арктический) Федеральный университет имени М.В. Ломоносова

кафедра теплотехники

(наименование кафедры)

Томилов Александр Сергеевич

(фамилия, имя, отчество студента)

Институт

ЭиТ

курс

II

группа

602

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

По дисциплине

Теоретические основы термодинамики

На тему

Газовые циклы

(наименование темы)

Отметка о зачёте

(дата)

Руководитель

ассистент

Загоскин А.А.

(должность)

(подпись)

(и.,о., фамилия)

(дата)

Архангельск 2011 г.

Лист замечаний Оглавление:

1. Исходные данные .............................................................................................

2. Параметры водяного пара, найденные с помощью компьютерной программы САТТ 2...............................................................................................

3. Расчет ПТУ, работающей по циклу Ренкина ................................................

4. Расчет цикла ПТУ с промежуточным перегревом пара ................................

5. а) Расчет цикла ПТУ с регенеративным отбором пара с подогревателями смешивающего типа .............................................................................................

б) Расчет ПТУ с регенеративным отбором пара с подогревателями поверхностного типа ...........................................................................................

6. Расчет теплофикационного цикла с противодавлением ..............................

7. Расчет цикла с теплофикационным отбором пара ........................................

8.Графики циклов………………………………………………………………..

9.Список литературы.............................................................................................

Исходные данные

В таблице исходных данных представлены следующие параметры:

а) Для цикла Ренкина параметры пара перед турбиной:

Р₁ = 135 МПа, t₁⁰ = 550 ⁰C;

б) Для цикла с промежуточным перегревом пара (дополнительно к предыдущим данным) параметры промежуточного перегрева:

Р_а = 35 МПа, t_а⁰ = 550 ⁰C;

в) Для цикла с регенеративным отбором пара давления отборов:

Р₁⁰ = 6 МПа;

Р₂⁰ = 1,1 МПа;

г) Для теплофикационного цикла:

1) давление после турбины Р₂^т = 2,0 МПа,

2) с отбором пара при давлении отбора Р₀^т = 1,1 МПа;

д) Мощность паротурбинной установки N = 300 МВт;

е) Теплота сгорания условного топлива (Q_н^р) _у.т.= 29300 кДж/кг;

ж) Коэффициенты полезного действия:

парогенератора η_пг = 0,90

паропровода η_пп = 0,98

механический η_м = 0,98

внутренний относительный турбины η^т_oi = 0,89

электрогенератора η_г = 0,99

1. Расчет пту, работающей по циклу Ренкина.

Расшифровка обозначений:

1 – пароперегреватель, 2 – паровой котел, 3 – экономайзер, 4 – конденсаци­онный насос, 5 – конденсатор, 6 – электрогенератор, 7 – паровая турбина.

Цифры в скобках соответствуют номерам характерных точек цикла.

(1)-(2) – изоэнтропное расширение пара в турбине

(2)-(2¹) – изобарно-изотермический отвод теплоты в конденсаторе

(2¹)-(3) – изоэнтропное сжатие воды в насосах (практически изохорное)

(3)-(4) – изобарный нагрев воды в экономайзере

(4)-(5) – изобарное испарение воды в паровом котле (собственно парообразование)

(5)-(1) – изобарный перегрев пара

Составим результирующую таблицу данных:

№ точки	Р, МПа	υ, м3/кг	t,0C	h, кДж /кг	s, кДж/кг•К	степень сухости, х
1	13,5	0,02575	550	3465	6,584	-
2	0,004	26,63	28,96	1983	6,584	0,7652
21	0,004	0,001004	28,96	121,4	0,4226	0
3	13,5	0,0009981	29,26	135	0,4226	-

Расчетная таблица:

Показатели	Расчетные формулы	Размерность	Цифровое значение
Теоретическая работа турбины	lT = h1 – h2	кДж /кг	1482
Теоретическая работа насоса	lH = h3 – h21	кДж /кг	13,6
Подведенное тепло	q1 = h1 – h3	кДж /кг	3330
Отведенное тепло	q2 = h2 – h21	кДж /кг	1861,6
Полезная работа пара в идеальном цикле	lЦ = q1 – q2 = lT – lH	кДж /кг	1468,4
Термический к.п.д. цикла Ренкина	ηt = lЦ / q1	Безразмерн.	0,4410
Термический к.п.д. цикла без учета работы насоса	ηt1 = lT / q1	Безразмерн.	0,4450
Относительная разность к.п.д.	Δηt• 100% / ηt	%	0,9070
Термический к.п.д. цикла Карно в том же интервале температур	η цкt=1–Tmin / Tmax	Безразмерн.	0,6329
Отношение к.п.д. цикла Ренкина к к.п.д. цикла Карно	ηt / η цкt	безразмерн.	0,6968
Удельный расход пара на теоретический кВт•ч	d0 = 3600 / lЦ	кг / кВт•ч	2,4516
Часовой расход пара	D0 = d0 • N	кг / ч	735480

После расчета идеального цикла переходим к расчету цикла с учетом потерь:

Показатели	Расчетные формулы	Размерность	Цифровое значение
Энтальпия пара в конце действительного процесса расширения пара в турбине	h2д=h1–ηтоi•(h1–h2)	кДж /кг	2146,02
Степень сухости в конце действительного процесса расширения	x2д=(h2д–h21)/r2	безразмерн.	0,83
Энтропия пара в конце действительного процесса расширения пара в турбине	s2д=s21+ +(h2д–h21)/Tн2	кДж /кг•К	7,124
Внутренний к.п.д. цикла	ηi = ηt • ηтоi	безразмерн.	0,3925
К.п.д. устаноки брутто (без учета потерь на собственные нужды)	ηбруст=ηtηтоiηпгηмηппηг	безразмерн.	0,3359
Удельный расход пара на выработку электроэнергии	dЭ = 3600/{(h1-h2)• •ηтоiηмηг}	кг / кВт•ч	2,8132
Часовой расход пара	DЭ = dЭ • N	кг / ч	843960
Часовой расход условного рабочего топлива	BЭ = (3600N) / {ηбруст(Qнр) у.т}	кг / ч	109735
Удельный расход условного топлива	bЭ = BЭ / N	кг / кВт•ч	0,3659
Удельный расход колличества теплоты	qЭ = 3600 / ηбруст	кДж / кВт•ч	10717,48