З адание
Паросиловая установка работает по циклу Ренкина (рис. 1а). Выполнить расчет термодинамического цикла паросиловой установки с помощью таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара и диаграммы “h-s” для водяного пара. Температура t1 и давление P1 перегретого пара перед турбиной, давление пара в конденсаторе P2 , а также другие исходные данные представлены
Рисунок 1: Циклы Ренкина паросиловых установок
Характеристики циклов паросиловых установок
-
№№
пп
P1 ,
МПа
t,
oC
P2 ,
кПа
N ,
МВт
,МПа
,oC
11
4
300
15
8
1
280
ОПРЕДЕЛИТЬ:
1. Параметры и функции состояния в характерных точках цикла: P, v, T, t, x, u, h, s.
2. Удельную работу цикла ℓц,
термический коэффициент полезного
действия
.
3. Удельные расходы пара d и теплоты q.
4. Расходы пара D и теплоты Q при заданной мощности паросиловой установки N.
Результаты расчетов занести в таблицы.
Изобразить цикл в координатах “Р-v”, “Т-s” и “h-s”. Начертить схему установки.
Как изменится термический КПД цикла
Ренкина t,
если ввести промежуточное адиабатное
расширение (рис.1б) до давления
,
а затем вторичный перегрев при постоянном
давлении до температуры
Решение
Для того, чтобы определить параметры пара и функции состояния в адиабатном расширении 1-2 (в паровой турбине), необходимо воспользоваться H-S диаграммой для водяного пара.
Параметры пара в точке 1:
С помощью электронной диаграммы H-S находим необходимые величины или по диаграмме (печатный вариант).
Определим место пересечения линии температуры с линией давления. Обозначим точкой А. Поднимаемся от точки А вертикально вверх и получаем значение энтропии
Перемещаясь горизонтально влево от точки А, находим значение энтальпии
От точки А идем вверх между пунктирными линиями. Находим удельный объем.
Степень сухости пара:
- состояние сухого насыщенного пара
Т.к. адиабатное расширение, то внутренняя энергия пара равна
Параметры пара в точке 2:
Т.к процесс адиабатный, то
.
Далее по диаграмме H-S для водяного пара определим температуру, энтальпию, удельный объем. Для этого из точки А опускаемся вертикально вниз до пересечения с линией давления. Точка В.
Находим степень сухости пара
Перемещаемся влево от точки В и
находим энтальпию
От точки В поднимаемся вверх до линии х=1, находим удельный объем
Перемещаемся вправо и определяем температуру
Т.к. адиабатное расширение, то внутренняя энергия равна
Удельная термодинамическая работа определяется из уравнения первого начала термодинамики
т.к
(адиабатное расширение), то
Удельная потенциальная работа определяется из уравнения первого начала термодинамики
т.к (адиабатное расширение), то
Изменение энтропии в процессе 1-2:
.