5. Как определяются критические значения давления, температуры, удельного объема, скорости газа? Что называется числом Маха?
Критическими называются параметры газового потока, когда скорость газа равная местной скорости звука.
Числом Маха называется отношение скорости газа к местной (в данном сечении канала) скорости звука. M=w/a
Максимальная скорость на выходе из сопла Лаваля может быть достигнута при истечени газа в абсолютный вакуум p0/p1=0
6. Рассмотрите течение с трением, коэффициент скорости, коэффициент расхода. Как определяются коэффициент потерь энергии и кпд сопла?
Действительный процесс истечения реального газа происходит при трении частиц газа между собой и о стенки канала. При этом работа, затрачиваемая на преодоление сил трения, преобразуется в теплоту, в результате чего температура и энтальпия газа в выходном сечении канала возрастают. Истечение газа с трением становится необратимым процессом и сопровождается увеличением энтропии.
Отношение действительного теплоперепада к теоретическому называется КПД канала:
При вычислении расхода газа, помимо уменьшения скорости, учитывается сужение струи:
7. Рассмотрите процесс дросселирования, эффект Джоуля-Томсона, дифференциальный и интегральный дроссель- эффекты. Что понимается под температурой инверс?
Дросселирование – необратимый процесс протекания газа (пара) через местное сопротивление, в результате которого понижается давление газа без совершения им технической работы. Процесс дросселирования протекает с увеличением энтропии, после дросселирования удельный объем и скорость газа возрастают (V2>V1, w2>w1), а температура газа, в зависимости от его природы и параметров состояния, может как увеличиваться, так и уменьшаться, либо оставаться неизменной.
При дросселировании принимают h2=h1, u2+p2v2=u1+p1v1
Изменение температуры после дросселирования называется дроссель-эффектом Джоуля-Томсона.
Для идеального газа при h1=h2 и T1=T2 (эффект Джоуля-Томсона равен нулю)
Для реального газа:
- Если lпрот< Δ uпот, то Δ uкин<0, dT<0
- Если lпрот= Δ uпот, то Δ uкин=0, dT=0
- Если lпрот> Δ uпот, то Δ uкин>0, dT>0
Первая
производная температуры по давлению
при неизменной энтальпии называется
дифференциальном дроссель-эффектом
Дифференциальный
дроссель-эффект используется для
определения температуры газа после
дросселирования при малом уменьшении
давления. При значительном уменьшении
давления изменение температуры
определяется интегральным дроссель-эффектом
Джоуля-Томпсона:
Температурной
инверсии Tинв
называется температура, при которой
дроссель-эффект равен нулю
12. Цикл газовой турбины при p=const.
1(2). Приведите схемы газотурбинной установки, работающей по циклу с подводом теплоты при p=const без регенерации и с регенерацией.
Газовая турбина служит для преобразования теплоты в работу. В цикле ГТУ с непрерывным потоком теплота к рабочему телу подводится при постоянном давлении p=const.
12 - адиабатное сжатие до давления p2 ;
πк = p2/p1 - степень повышения давления, ε=υ1/υ2 - степень сжатия.
23 - подвод теплоты q1 при постоянном давлении p2 (сгорание топлива), β = υ3/υ2 - степень предварительного расширения.
34 - адиабатное расширение до первоначального давления p1.
41 - охлаждение рабочего тела при постоянном давлении p1.
12 - адиабатное сжатие.
22' - изобарный подвод теплоты в теплообменник, qто
2'3 - изобарный подвод теплоты q1 в камере сгорания.
34 - адиабатное расширение в турбине.
44' - изобарный отвод теплоты qто в теплообменник.
41'- изобарный отвод теплоты в холодильник (в окружающую среду)
Степень
регерации-
3. Проанализируйте с помощью T-S диаграммы изменения КПД газовой турбины с подводом теплоты при p=const без регенерации,.
Термический КПД:
Термический КПД цикла ГТУ с подводом теплоты при p=const зависит только от степени повышения давления в компрессоре и свойств рабочего тела (через показатель адиабаты).