- •1. Законы термодинамики для закрытых и открытых систем
- •1.1. Основные понятия и определения
- •1.1.1. Термодинамическая система.
- •1.1.2. Параметры состояния.
- •1.1.3. Уравнение состояния и термодинамический процесс.
- •1.1.4. Внутренняя энергия, теплота и работа.
- •1.1.5. Первый закон термодинамики.
- •1.1.6. Второй закон термодинамики.
- •2. Термодинамика рабочего тела
- •2.1. Термодинамические процессы идеального газа
- •1_2). Если газ отдает теплоту
- •2.2. Термодинамические процессы реального газа
- •2.3. Термодинамика водяного пара
- •2.3.1. Основные понятия в термодинамике водяного пара
- •0 ｰС до температуры кипения Тs1, найдем, пользуясь формулой (2.5), Дж/кг:
- •2.3.2. Основные термодинамические процессы водяного пара
- •2.4. Первый закон термодинамики для открытых систем
- •2. Параметры потока р, V, т, скорость w и площадь сечения канала f отмече-
- •2 Const
- •3. Анализ процессов в открытых системах: сопла,
- •3.1. Сопла и диффузоры
- •3.1.1. Скорость и массовый расход газа в соплах
- •3.1.2. Диффузоры
- •3.2.3. Торможение и дросселирование газов
- •3.2.4. Эжектирование газов
- •1 Высоконапорного эжектирующего газа, сопло 2 низконапорного эжектиру-
- •3.2. Компрессоры
- •4. Анализ высокотемпературных тепловыделяющих и
- •4.1. Способы нагревания и охлаждения
- •4.1.1. Способы нагревания и нагревающие агенты
- •1 МПа. При поступлении конден-
- •50 % Дитолил-метана, 36,8 % дифенилоксида и 13,3% масс. Дифенила), ис-
- •40А _ минераль-ное масло).
- •4.1.2. Способы охлаждения и охлаждающие агенты
- •4.2. Теплогенерация сжиганием органического топлива
- •4.2.1. Топливо и его классификация
- •9Нр соответствует количеству воды, образующейся при сгорании Нр всех
- •4.2.2. Основы теории горения
- •4.2.3. Типы топочных устройств
- •2 КПа), а также среднего и
- •70 Мм, а дрова _ в слое до 700 мм. В топках для сжигания влажных и низко-
- •4.2.4. Парогенераторы.
- •2, Расположенных на стенках топки. Эти испарительные поверхности нагрева
- •5, Воздухоподогреватель 6, охлаждаются до 180 _ 120 ｰС и далее через
- •4.3. Теплообменные аппараты
- •4.3.1. Характеристика теплообменных аппаратов
- •4.3.2. Классификация ____________теплообменных аппаратов
- •4.3.3. Рекуперативные ____________теплообменники (рекуператоры)
- •1 _ Кожух; 2 _ пучок труб; 3 _ линза; 4 _ плавающая головка; 5 _ u-образные
- •1 _ Наружная труба; 2 _ внутренняя труба; 3 _ калач;
- •I, II _ потоки теплоносителей
- •1 _ Змеевик; 2 _ корпус; I, II _ потоки теплоносителей
- •2 _ Калач; 3 _ труба; 4 _ поддон
- •3 _ Разделительная перегородка; 4 _ крышки__________; I, II _ потоки теплоносителей
- •4.3.4. Регенеративные теплообменники (регенераторы).
- •2 _ Решетка; 3 _ корпус; I, II _ потоки теплоносителей
- •4.3.5. Смесительные теплообменники.
- •4.3.6. Теплообменные устройства для утилизации сбросной
- •1 _ Испаритель; 2 _ насос;
- •3 _ Конденсатор
- •4.4. Тепловой расчет теплообменных аппаратов
- •5. Циклические процессы преобразования теплоты в работу.
- •5.1. Прямые и обратные круговые термодинамические процессы
- •1') Изображает на этой диаграмме (в определенном масштабе) работу расши-
- •1 _ 2 Представляет собой расширение, происходящее при низких давлениях
- •5.2. Цикл Карно
- •1' _ 2') Для необратимого цикла меньше, чем для обратимого (площадь под
- •3' _ 4') Больше. Следовательно, в соответствии с формулой (5.1) термоди-
- •1) Больше работы расширения (площадь под кривой 1 _ 2 _ 3) на величину
- •6. Тепловые установки, холодильные машины и тепловые
- •6.1. Теоретические циклы двигателей внутреннего сгорания
- •1) Быстрого сгорания с внешним зажиганием; 2) медленного сгорания с само-
- •5 (См. Рис. 6.1) устанавливают форсунку для подачи распыленного топлива.
- •3 _ 4 Считаются адиабатными процессами сжатия и расширения. Подвод
- •1, Откуда, учитывая, что
- •1 _ 2, Отношение которых, в соответствии с формулой адиабаты, равно:
- •1 Подводится в изохорном процессе 2 _
- •3, Как в цикле Отто, а остальная часть q//
- •1 _ В изобарном процессе 3 _ 4,
- •1 _ 2" Изображают адиабатное сжатие в циклах Отто, Дизеля и Тринклера
- •6.2. Теоретические циклы газотурбинных установок
- •4_1, Тогда как в двигателях внутреннего сгорания _ по изохоре 4'_1. Это
- •4−1 Больше, чем при изохорном 4'−1. А так как подводимая теплота
- •6.3. Цикл паротурбинной установки
- •3). Пар конденсируется не полностью, а его степень сухости становится
- •9,8 МПа. Переход на температуры 580 _ 650 ｰС требует применения дорого-
- •6.4. Холодильные машины и тепловые насосы
- •6.4.1. Основные понятия о работе холодильных установок
- •2_3_6_5_2. Эта теплота передается горячему источнику теплоты при
- •1_2_3_4_1 Эквивалентна затрачиваемой механической работе.
- •6.4.2. Циклы холодильных установок
- •6.10, В), т. Е. Обратный цикл Карно в координатах т, s изобразится площадью
- •1) Дорогостоящая расширительная машина заменена дешевым, неболь-
- •2) Перед подачей влажного пара в компрессор он сепарируется до со-
- •6.4.3. Цикл теплового насоса
- •7. Основы термодинамики неравновесных процессов
- •7. 1. Линейная неравновесная термодинамика
- •Internal (внутренний).
- •1. Соотношения взаимности Онзагера;
- •2. Принцип Кюри.
- •7.2. Сильно неравновесные системы
- •1) Нарушение симметрии системы – при образовании ячеек Бенара
- •2) Бистабильность – в организованной системе возможно несколько
2 КПа), а также среднего и
высокого давления (до 70 кПа).
В газовых горелках скорость
выхода воздуха составляет ~ 20 _ 35 м/с, а выхода газа ~ 25 _ 150 м/с.
Важным показателем работы горелки и организации сжигания топлива
является соотношение объемов сжигаемого газа и воздуха.
Для сжигания, например, 1 м3 доменного газа, отличающегося низкой
теплотой горения, требуется около 1,6 м3 горячего воздуха при ~ 270 ｰС, а
при сжигании природного газа, теплота сгорания которого на порядок выше,
требуется около 20 м3 горячего воздуха на 1 м3 газа. При сжигании природ-
ного газа в топках развиваются высокие температуры, поэтому топки должны
быть экранированы.
Основные типы слоевых топок для сжигания твердого топлива.
Топочные устройства для слоевого сжигания твердого топлива просты
в эксплуатации, пригодны для различного твердого топлива, не требуют
больших объемов топочной камеры и большого расхода энергии.
Обслуживание топок со слоевым сжиганием включает операции подачи
топлива в топку, перемешивание топлива и шлакоудаление.
62
По методу обслуживания и степени механизации этих операций топки
подразделяются на топки (рис. 4.7): а _ с ручным обслуживанием; б _ полу-
механизированные; в _ механизированные.
В топках с ручным и механическим забросом топлива свежее топливо
подается на слой горящего, а воздух поступает снизу под решетки. Структура
горящего слоя при верхней загрузке топлива может быть представлена в виде
трех зон: свежее топливо, горящий кокс и непосредственно на колосниковой
Рис. 4.7. Схема топок для сжигания твердого топлива в слое:
а _ с ручной колосниковой решеткой, б – с наклонной
решеткой, в – механизированная топка
решетке _ шлак. В верхнем слое свежая порция топлива прогревается,
подсу-шивается, из топлива выделяется влага, затем выделяются летучие
вещества, в основном сгорающие в объеме топочной камере. На процесс
подготовки топлива к горению затрачивается часть теплоты, выделяющейся
при горении. Образующийся, после выделения летучих веществ, кокс
постепенно опуска-ется, сгорает, а шлак стекает вниз, охлаждается,
гранулируется, и далее удаляется. Шлак защищает решетку от перегрева и,
при условии регулярного перемешивания слоя, способствует равномерному
распределению воздуха по слою. Воздух, подаваемый под слой топлива,
называется первичным. Если воздух подается дополнительно, минуя слой
топлива, непосредственно в топочную камеру, то такой воздух называется
вторичным.
В слоевых топках оптимальная толщина слоя топлива зависит главным
образом от размера кусков топлива. Предел утолщения слоя устанавливается
появлением СО в продуктах сгорания. Для крупнокускового топлива толщи-
на слоя больше, чем для мелкого. Бурые угли, например, сжигаются в слое до
70 Мм, а дрова _ в слое до 700 мм. В топках для сжигания влажных и низко-
сортных топлив устанавливаются отражательные своды. В топках с механи-
ческими забрасывателями подача топлива осуществляется вращающимся
ротором с лопастями или пневматическим забрасывателем (ПМЗ) с помощью
струи воздуха.
Камерные топки для сжигания твердого топлива.
Твердое топливо в камерных топках сжигается в пылевидном состоянии.
Преимущества такого способа сжигания состоят в возможности экономного
сжигания с высоким к. п. д. практически любого твердого топлива и, кроме
63
того, при использовании полной механизации и автоматизации топочного
процесса, а также легкости регулирования работы топок.
Дополнительные затраты на оборудование и эксплуатацию пылеуголь-
ных топок окупаются экономией топлива, так как в этих топках потери
теплоты от химической и механической неполноты сгорания существенно
ниже, чем при слоевом сжигании.
Процесс смешивания пыли с воздухом происходит в горелках. Топ-
ливная пыль, попадая в топку, нагревается, высушивается, газифицируется и
далее сгорает. Так как кокс горит во взвешенном состоянии и дольше, чем
летучие вещества, то объем топочной камеры при факельном горении значи-
тельно больше, чем при слоевом. Поэтому тепловое напряжение топочного
объема топки для сжигания пылевидного топлива меньше, чем для слоевых
топок. Процесс горения топлива в камерной топке интенсифицируют путем
турбулизации потока пыли и использовании горячего воздуха (90 _ 400 ｰС).